物理
2026年03月12日
模型クラブの例会に参加できなかった
所属クラブの例会があるので最近作を梱包し、車で出かけた。赤い貨車のディカールはDr.Yに作って戴いたものだ。お見せして感謝を伝えたかったのだが、思わぬことで参加できなかった。
市内の中心部に近付くと異様な雰囲気だ。東西の道は全て封鎖されていた。目的地は名古屋城の近くだがそこに行く方法がない。得られた情報を基に考えたが、到達は不可能であった。
その日はマラソンが開催されたのだ。田舎に住んでいるのでそんなことは知らなかった。電車で行けばよかったのだが、仕方が無い。クラブ参加は諦めざるを得なかった。
その日は遠方より来客があり、市の外れの駅を指定して拾った。うっかり名古屋城の近くで会うことにしていたが、急遽場所を変更して地下鉄で来てもらった。会うのは25年ぶりで懐かしい話をたくさん聞けた。
博物館では貨車の摩擦の少ない動きを堪能したようだ。登り坂で供給していた電流を止めると列車が下って行く様子も確認した。また、旅客列車が登り坂はあえぎながら進み、下りでは170 km/h 以上で滑り降りる様子には感動したようだ。
耐久性ということに興味があるようで、そういう話は嬉しい。機関車が既に 2000 km 以上走っているということを伝えると興奮していた。また慣性増大装置搭載の機関車の動きにはかなり驚いたようだ。
Oゲージの車輌が重いのには驚いた。HOと比べると丈夫に作らないと壊れるという話をした。質量が大きいだけでなく、「大きさの効果」が現れるという説明には納得できるという。
子供は転んでもあまりけがをしないのに、大人は大けがをすることがある、という例えはとても良いと言う。彼は整形外科医なのでピンと来たようだ。
2026年02月24日
Marklin Metall
地下室の整理をしていたら、この家に引っ越して以来全く開けていない箱を見付けた。 中身はこれであった。ドイツに赴任していた友人に頼んで持ち帰ってもらったものだ。かれこれ40年近く前のことだ。子供たちが夢中になって遊ぶかと思ったがそれほどでもなく、筆者がいろいろなものを作って楽しんだ。
1960年ごろだが、このおもちゃの日本製のコピィ商品があった。兄は工夫していろいろなものを作っていた。面白かったのは連発式ゴム鉄砲であった。よく考えてあった。そのコピィ商品のオリジナルが欲しかったわけだ。ネジは大量に付属していたが、少々出来の悪い鉄製ネジであった。黄色のめっきが掛けてあったがとても錆びやすかった。仕方が無いのでM4ネジを箱買いして取り換えた。
その後忘れていたのは、メルクリンのカタログを見ても載っていなかったからだ。調べてみると2000年にはもう廃盤となっている。部品は欧州のオークションサイトでかなり見つかる。その後 LEGO の天下となり、金属製のおもちゃは無くなってしまったようだ。
久し振りに遊んでみるとなかなか楽しい。床のタイルは 30 cm角である。孫が適齢期になったので与えてみよう。金属製の玩具に親しむ機会がないと、頭の中が正しく整理されないような気がする。 現在においてもこの種の金属製玩具があるべきではないだろうか。
2025年11月07日
物理実験 II
重い貨車を手で押してみると、さすがは日本製ボールベアリングのおかげできわめて軽く転がる。ところがある場所で止まりやすい。レイアウト台枠に目を添わせてみると、その部分が低くなっている。事前に見た時はそんな凹みは無かった。
その低い部分は車輌がやってくると沈んだのである。仕方なく、「通り」を見てみると、1 mm弱沈む。通常は軸重が 1 N（100 g重）程度の線密度が小さい列車だが、今回は線密度が極めて大きく、集中して力が加えられている。軸重は15 N もある（通りとは建築用語で、まっすぐかどうかを見る操作とその結果を表す言葉）。
仕方が無いから、その部分につっかい棒を立てた。 実際に走らせてみて、止まる気配がなくなるようにした。都合６本の支えを入れ、クサビで押し上げた。こうすれば線路は十分に平らに出来る。
このレイアウトは薄肉鋼製パイプで出来た骨組に堅いランバーコアという合板を貼り、その先端には太い材料が貼ってある。剛性は十分であったはずだが、この試験線は手前の端に近いところであり、撓み易いわけだ。もっと奥の方でやれば撓みはかなり少ないだろう。
ともかく、片持ち構造では多少の撓みが出ることが判明したので、太い角材を立てて持ち上げた。たまたま太い角材が倉庫にあったので助かった。その柱がなければこの実験は断念せねばならないところだった。
その後の調査で、内側の線路の平面性が極めて良く、この非常に重い貨車を転がしてもどこにでも止まっていられることが分かった。その線路で再度実験をやり直すことにする。
その低い部分は車輌がやってくると沈んだのである。仕方なく、「通り」を見てみると、1 mm弱沈む。通常は軸重が 1 N（100 g重）程度の線密度が小さい列車だが、今回は線密度が極めて大きく、集中して力が加えられている。軸重は15 N もある（通りとは建築用語で、まっすぐかどうかを見る操作とその結果を表す言葉）。
仕方が無いから、その部分につっかい棒を立てた。 実際に走らせてみて、止まる気配がなくなるようにした。都合６本の支えを入れ、クサビで押し上げた。こうすれば線路は十分に平らに出来る。
このレイアウトは薄肉鋼製パイプで出来た骨組に堅いランバーコアという合板を貼り、その先端には太い材料が貼ってある。剛性は十分であったはずだが、この試験線は手前の端に近いところであり、撓み易いわけだ。もっと奥の方でやれば撓みはかなり少ないだろう。
ともかく、片持ち構造では多少の撓みが出ることが判明したので、太い角材を立てて持ち上げた。たまたま太い角材が倉庫にあったので助かった。その柱がなければこの実験は断念せねばならないところだった。
その後の調査で、内側の線路の平面性が極めて良く、この非常に重い貨車を転がしてもどこにでも止まっていられることが分かった。その線路で再度実験をやり直すことにする。
2025年11月05日
物理実験 I
鉛を満載した貨車を小さな機関車が牽き、その加速度を求めて牽引力を算出するという実験をした。鉛は融かして注ぎ込んでも良かったが、どう考えてもその体積では15 kg程度である。ブロックを鋳造してそれを積み上げれば、25 kgくらいにはなる。荷台は 20ｘ9の断面を持つ SS400角棒を付けた鉄板の箱で、簡易計算では 80 kgを載せても座屈しないはずだ。しかし、24 kg載せるとかなり撓むのが見えた。少々みっともないので、裏向きに油圧プレスに載せて1.2 kN（約120 kgw）掛けて曲げ、わずかに逆反りさせた。要するに「むくり」（英語では camber と言い、漢字では起りと書く）を付けたのだ。これは非常にうまく行き、24 kgでレイル面と平行になって気分が良い。
貨車だけで 3 kg強ある。簡易連結器を付けて引っ張る。最初は押すことを考えていたが、さほど速度も上がらず手で止めても危険ではなかった。直線しか走らないので左右への偏倚は考えなかった。試しに半径 2900 mmではこんな調子で、とても無理だ。信号機に当たる可能性がある。高精度ボールベアリングの性能は極めて良く、摩擦は極めて小さいので補正量はわずかだ。
試運転で問題が起きた。
2025年11月03日
続 KKCの総会に出席
会場ではTMSの編集長にも会った。こちらも到着したばかりの時で、挨拶されて驚いた。新社屋から近いので、来やすいのであろう。
昨今の号にはレイアウト・セクションの記事が多過ぎるという話をした。また、レイルが接続されることがないセクションを紹介するのはいかがなものか、と指摘した。
ついでにもう1年近く前に送った慣性増大装置の記事について話した。動画のリンクを同時に掲載しようということになった。博物館には来訪したいとのことで、楽しみにしていると伝えた。
博物館に来訪した友人と会うと、「また行きたい」と要請された。前回は3時間程度の滞在であったが、もう少し長く居たいとのことだった。
持って行ったブラスの角材はよく売れて、一部品切れとなった。50 cmでどれでも 一本50円という破格の値段だったので、ごっそり買う人も居た。重いものを持って行った価値があった。
前回は厚いブラス板を持って行ったが、何枚か売れて驚いた。
その種の材料は廃金属商から手に入れるので、会合の最後にそのテクニックを公開したら、爆笑であった。
昨今の号にはレイアウト・セクションの記事が多過ぎるという話をした。また、レイルが接続されることがないセクションを紹介するのはいかがなものか、と指摘した。
ついでにもう1年近く前に送った慣性増大装置の記事について話した。動画のリンクを同時に掲載しようということになった。博物館には来訪したいとのことで、楽しみにしていると伝えた。
博物館に来訪した友人と会うと、「また行きたい」と要請された。前回は3時間程度の滞在であったが、もう少し長く居たいとのことだった。
持って行ったブラスの角材はよく売れて、一部品切れとなった。50 cmでどれでも 一本50円という破格の値段だったので、ごっそり買う人も居た。重いものを持って行った価値があった。
前回は厚いブラス板を持って行ったが、何枚か売れて驚いた。
その種の材料は廃金属商から手に入れるので、会合の最後にそのテクニックを公開したら、爆笑であった。
2025年10月08日
質量
加速度測定による牽引力測定のためには大きな質量を持つ貨車が必要であった。前回は約 3 kgで最初の1 mほどで加速は終了し、測定誤差が極端に大きかった。
測定線路は 6 m以上あるので、質量を10倍にするとほどほどの条件となる筈だ。そうなると 30 kg の貨車が必要で、それを支える台車も高性能なものが必要となる。Low-D車輪を付け、ボールベアリングを装荷している必要があり、軸重 2 kgに耐えねばならない。頑丈なブラス製台車を探し出し、荷重を掛けてもボルスタが持つことを確かめた。そういう点では Lobaugh の製品はずば抜けて優秀だ。ボルスタは加工硬化させてあり、へたらない。完成した車輌から一時拝借したものもある。
台車を結ぶスパン・ボルスタはブラス製では持たない。鉄工所の友人に頼んで、鋼の角材を切ってもらった。鉛を積み込む部分は熔接で製作中である。大きな変圧器を積む貨車に似ている。
鉛は水道屋の倉庫から、残材を買ってくる。20 kgほど必要だ。機関車に牽かせると停車できずに潰されるという話があったが、押せば済むというヒントも戴いた。そうすれば難しい連結器も要らない訳だ。
この貨車が走る部分が平面であることは、非常に大きなファクタだ。木製のレイアウト台枠では到底作れない剛性のある台枠だからこそできる。この種の実験をする人は少ないが、人が上に載って工作する状態を考えれば、必要なことである。
繰返すが、木製のレイアウト台枠で10年以上経ったもので、平面が出ているものは稀である。まず見ることがない。
測定線路は 6 m以上あるので、質量を10倍にするとほどほどの条件となる筈だ。そうなると 30 kg の貨車が必要で、それを支える台車も高性能なものが必要となる。Low-D車輪を付け、ボールベアリングを装荷している必要があり、軸重 2 kgに耐えねばならない。頑丈なブラス製台車を探し出し、荷重を掛けてもボルスタが持つことを確かめた。そういう点では Lobaugh の製品はずば抜けて優秀だ。ボルスタは加工硬化させてあり、へたらない。完成した車輌から一時拝借したものもある。 台車を結ぶスパン・ボルスタはブラス製では持たない。鉄工所の友人に頼んで、鋼の角材を切ってもらった。鉛を積み込む部分は熔接で製作中である。大きな変圧器を積む貨車に似ている。
鉛は水道屋の倉庫から、残材を買ってくる。20 kgほど必要だ。機関車に牽かせると停車できずに潰されるという話があったが、押せば済むというヒントも戴いた。そうすれば難しい連結器も要らない訳だ。
この貨車が走る部分が平面であることは、非常に大きなファクタだ。木製のレイアウト台枠では到底作れない剛性のある台枠だからこそできる。この種の実験をする人は少ないが、人が上に載って工作する状態を考えれば、必要なことである。
繰返すが、木製のレイアウト台枠で10年以上経ったもので、平面が出ているものは稀である。まず見ることがない。
2025年09月30日
先月の「とれいん」誌記事について
先日の記事についてS氏からメイルを戴いたので紹介したい。
例の気動車は、模型のレールの上で「ミニ四駆をやろう」というものでしょうか。おもりを台車にリンクさせて曲線上では内側に横滑りさせるものです。
子供の走らせ方をすれば福知山線事故を起こすのは当然です。HOゲージの R = 600 mm (実物の45 m)程度を 300 km/h相当超で走らせるようなことをするならば、おもりを内側にずらすこともある程度意味はありましょう。しかし、それを鉄道模型と呼べるとは思えませんし、Sカーブでどうなるかは見ものですね。
そもそも、共用の線路に持ち込んで暴走させようという感覚がマトモではありません。無理な機構を組んだことによる台車の旋回への抵抗については「バネを入れたから大丈夫」というのですから、その程度の考えでしょうね。この記事には誤字も目立ち、「0.5km」という凄い長さや意味のない敬語もあります。
例の気動車は、模型のレールの上で「ミニ四駆をやろう」という
子供の走らせ方をすれば福知山線事故を起こすのは当然です。HOゲージの R = 600 mm (実物の45 m)程度を 3
そもそも、共用の線路に持ち込んで暴走させようという感覚
Twitterだったかの紹介記事で、
2025年09月12日
今月のとれいん誌の記事
友人から問い合わせがあった。
「今月号のとれいん誌に載っている記事は正しいのか？」
筆者の近在の書店には当該の雑誌は置いてないので、街まで行った時に見てきた。何度読んでも何が言いたいのか、さっぱり分からない記事であった。構造の説明もほとんどない。
・重心移動をさせる？
・高速運転をしないとわからない。
・自宅では無理でJAMの会場でテストしたい
というようなことが書いてあった。
重心移動で傾かせるということがよく分からない。止まっている時ではなく走っている時に起こさせるようだ。しかもかなりの高速でないと駄目らしい。
今回の記事ではスケールスピードに拘りたくないと書いてある。それなら実物をスケールダウンした車輌を作る必要はなさそうだ。
編集者は一体何を考えているのかわからない。
（追記）
読者の方々からの情報では重心を内側に移動するらしい。その量は台車の回転角で決まるようだ。半径をいくつにして移動量を想定したのかが不明である。そこには物理計算があるのだろうか。
筆者の思い込みの部分は横線で消している。
早い話が、出来ないことをやろうとしているように見える。以前にも書いたが、遠心力を模型で感じることは無理である。実物を正しい縮尺の線路半径で走らせ、その円周速度が実物を再現しているとしよう。遠心力は半径の関数であるから、小さくなる。とても無理だということは高校1年生でもわかる。
以前にも書いたように、模型では遠心力に絡んだことは考えても仕方が無い。線路のカントや振子機構は機能しない。すべて見かけだけのことである。ずいぶん前になるが、TMSに台車の回転角で車体を傾斜させるアイデアが載った。当時それを見てバカにする人は多かったが、あれが唯一の正しい記事である。
「模型は実物の一次近似だ」と言った人が居たが、大きさの効果が全く分かっていない。今回もそれが繰り返されているようにしか見えない。
どなたかこの模型に対して情報をお持ちの方はお知らせ願う。
（追記２）
重心移動の効果が表れるのはスケールスピードをはるかに上回る速度で、極端に小さな回転半径に突っ込ませたときであろう。それが模型として意味があるのかは疑わしい。
「今月号のとれいん誌に載っている記事は正しいのか？」
筆者の近在の書店には当該の雑誌は置いてないので、街まで行った時に見てきた。何度読んでも何が言いたいのか、さっぱり分からない記事であった。構造の説明もほとんどない。
・重心移動をさせる？
・高速運転をしないとわからない。
・自宅では無理でJAMの会場でテストしたい
というようなことが書いてあった。
重心移動
今回の記事ではスケールスピードに拘りたくないと書いてある。それなら実物をスケールダウンした車輌を作る必要はなさそうだ。
編集者は一体何を考えているのかわからない。
（追記）
読者の方々からの情報では重心を内側に移動するらしい。その量は台車の回転角で決まるようだ。半径をいくつにして移動量を想定したのかが不明である。そこには物理計算があるのだろうか。
筆者の思い込みの部分は横線で消している。
以前にも書いたように、模型では遠心力に絡んだことは考えても仕方が無い。線路のカントや振子機構は機能しない。すべて見かけだけのことである。ずいぶん前になるが、TMSに台車の回転角で車体を傾斜させるアイデアが載った。当時それを見てバカにする人は多かったが、あれが唯一の正しい記事である。
「模型は実物の一次近似だ」と言った人が居たが、大きさの効果が全く分かっていない。今回もそれが繰り返されているようにしか見えない。
どなたかこの模型に対して情報をお持ちの方はお知らせ願う。
（追記２）
重心移動の効果が表れるのはスケールスピードをはるかに上回る速度で、極端に小さな回転半径に突っ込ませたときであろう。それが模型として意味があるのかは疑わしい。
2025年08月11日
続々 物理実験
この実験で一番大きな問題点は、慣性質量の大きな貨車を用意するのが難しいことである。
数ある車輌のなかで飛びぬけて重く、ボールベアリング装荷のものを選り出したが、まだとても足りない。
こうなると、測定専用の超重量級の車輌が必要になる。8軸程度で質量が 20 �坩幣紊△襪茲Δ弊賤兌幎劼鮑遒蟷呂瓩拭�車軸（ジャーナル部）も太くしないと持たないだろう。いつぞやは「重くすればよい」などと軽口をたたく人が居たが、重くすると自重で壊れてしまうのだ。
この実験も分岐の無い区間で行っている。フログの部分を渡ると、軸受が壊れるとみている。またレイルの継目も狭くしている。
積込む錘は体積を小さくすべきなので、密度の大きい鉛を大量に用意せねばならない。在庫の鉛を総動員するが、車輌限界に収めたいので新たに鋳造せねばならない。これが意外に大変で参っている。
約 30 �圓諒�体が走り出すのは良いが、それを止めねばならない。そうなると片手では失敗する可能性があるので、止めるための助手が必要になる。あるいは紐に引掛けて、ショック・アブソーバで止めることも考えている。
今回は基礎実験であったが、ある程度の結果が得られた。この特設線路は駅の屋根のある部分なので目立たない。しばらくこのままにしておく。
数ある車輌のなかで飛びぬけて重く、ボールベアリング装荷のものを選り出したが、まだとても足りない。
こうなると、測定専用の超重量級の車輌が必要になる。8軸程度で質量が 20 �坩幣紊△襪茲Δ弊賤兌幎劼鮑遒蟷呂瓩拭�車軸（ジャーナル部）も太くしないと持たないだろう。いつぞやは「重くすればよい」などと軽口をたたく人が居たが、重くすると自重で壊れてしまうのだ。
この実験も分岐の無い区間で行っている。フログの部分を渡ると、軸受が壊れるとみている。またレイルの継目も狭くしている。
積込む錘は体積を小さくすべきなので、密度の大きい鉛を大量に用意せねばならない。在庫の鉛を総動員するが、車輌限界に収めたいので新たに鋳造せねばならない。これが意外に大変で参っている。
約 30 �圓諒�体が走り出すのは良いが、それを止めねばならない。そうなると片手では失敗する可能性があるので、止めるための助手が必要になる。あるいは紐に引掛けて、ショック・アブソーバで止めることも考えている。今回は基礎実験であったが、ある程度の結果が得られた。この特設線路は駅の屋根のある部分なので目立たない。しばらくこのままにしておく。
2025年08月09日
続 物理実験
実験結果はこのようになる。S は道のりで、v は速度、a は加速度である。 負荷の貨車等は重いものを選って 3 kg ほど連結したが、まだまだ足らなかった。1 mほどで加速は飽和し、等速運動になってしまう。したがってグラフのはじめの部分のみを使用する。道のりを時間 t で微分すると、速度 v が求められるが、そのグラフの直線部分だけを用いる。それを再度時間 t で微分すると加速度が得られ、直線になる。要するに等加速度の部分だけを使うのである。
得られた加速度 a と被牽引車の質量 m を運動方程式Ｆ= ma に代入すれば牽引力 F は出るわけだ。難しい話ではない。高校一年生の物理だ。
動輪が空転していると摩擦が減る。すなわち加速度が減ってしまう。さりとて空転させずに牽き出すのはかなり難しい。この実験ではわずかにスリップしている状態を狙っている。そうすると測定結果が落ち着く。実物でも最大の引張力はスリップするところで得られる。そういう状態で牽き出すと、加速度が一定になる筈だ。
このような実験は線路が完全な平面上になければ成立しない。そういう点で、筆者がレーザで水平を確認した路盤上の線路は理想的である。重い貨車が通過しても鉄骨が撓むということもない。問題はその重い貨車の台車、車軸が壊れないかである。軸重が 3 �圓發△襪函∧�岐を高速で通せばたちまち線路も輪軸も壊れるであろう。
2025年08月07日
物理実験
最近ニュートン計を安価に手に入れられるようになった。するとすぐにそれを使って「牽引力を測定した」と称する奇妙なグラフが公表されたことがあった。その中身は悲惨だ。測定器のスウィッチを入れただけであって何も得るところがなかった。
何をすべきか考えていたところ、 3D のS師から連絡を受け「動画を撮れば算出できる」というヒントを戴いた。
なるほどと思い、実験装置を作った。HO の機関車でOゲージの重い車輌を牽き出す訳だが、これは意外に大変で、広い線路の中にHOの線路がまっすぐ収まるわけではなかった。特にジョイナ部分は枕木を切ったりしてまっすぐ収めるのに苦労した。また、全線にわたって電圧降下が起こらぬよう、饋電には注意を払った。太い 1.5ｘ2.5 の角線を敷き、そこからレイル一本ごとに饋電した。3 A 流しても電圧降下は測定できなかったから合格だ。
巻尺を線路に平行に並べて動画を撮影する。機関車は重い車輌を牽いて走り出す。負荷の車輌として極端に重い客車と貨車を選んだ。それらはボールベアリング装荷で、極めて滑らかに走る。写真の機関車は椙山 満氏からお預かりしているSP のマウンテンで、牽引力は大きい。
そのせいか、簡単に最高速に到達する。軽い小さな機関車でもやってみたが、加速度は大きい。すなわち長い線路を敷いたのだが、最初の 1 ｍ で加速が終わってしまう。
負荷車輌が 3 kgでは足らないのだ。もっと重い車輌を用意せねばならない。10倍程度の質量の車輌を作り始めた。
この装置は 6 m 弱であるが、駅のプラットフォーム上の屋根で遮られて隠れる部分であるので、常設であっても気にならない。普段はこの線路を112輌の貨物列車が走っている。実験が終了するまで外さない。
何をすべきか考えていたところ、 3D のS師から連絡を受け「動画を撮れば算出できる」というヒントを戴いた。
なるほどと思い、実験装置を作った。HO の機関車でOゲージの重い車輌を牽き出す訳だが、これは意外に大変で、広い線路の中にHOの線路がまっすぐ収まるわけではなかった。特にジョイナ部分は枕木を切ったりしてまっすぐ収めるのに苦労した。また、全線にわたって電圧降下が起こらぬよう、饋電には注意を払った。太い 1.5ｘ2.5 の角線を敷き、そこからレイル一本ごとに饋電した。3 A 流しても電圧降下は測定できなかったから合格だ。
巻尺を線路に平行に並べて動画を撮影する。機関車は重い車輌を牽いて走り出す。負荷の車輌として極端に重い客車と貨車を選んだ。それらはボールベアリング装荷で、極めて滑らかに走る。写真の機関車は椙山 満氏からお預かりしているSP のマウンテンで、牽引力は大きい。そのせいか、簡単に最高速に到達する。軽い小さな機関車でもやってみたが、加速度は大きい。すなわち長い線路を敷いたのだが、最初の 1 ｍ で加速が終わってしまう。
負荷車輌が 3 kgでは足らないのだ。もっと重い車輌を用意せねばならない。10倍程度の質量の車輌を作り始めた。
この装置は 6 m 弱であるが、駅のプラットフォーム上の屋根で遮られて隠れる部分であるので、常設であっても気にならない。普段はこの線路を112輌の貨物列車が走っている。実験が終了するまで外さない。
2025年07月14日
HOサイズの慣性増大装置
先日のクラブの例会で現物を見せてもらった。実に軽快に、よく走る。HOサイズでも十二分の慣性を持っている。これが貨車に入るのは間もなくだ。日本型蒸気機関車はテンダが小さいので、その点は不利である。 フライホィールは縦置きでボールベアリング1個で支えてある。多少ふらふらするような気もするが、フライホイールのジャイロ効果で抑え込まれ、ほとんど問題ないそうだ。チェインからの音がわずかにあるが、殆ど無音と言っても良い。
衝突時にどうなるかはよく分からないが、普通の運転では全く問題ないそうである。今後の報告を待ちたい。
大きさを考えると、その慣性の大きさには驚く。HOではできないと言っていた人が居るらしいが、訂正せざるを得ないだろう。
チェインの使い方には驚く。巧妙な方法である。片方のフライホィールは邪魔になるところを逃げているので、円筒形ではない部分がある。
素晴らしい試みであるから、HOの皆さんもさらなる挑戦をして戴きたい。
＜追記＞ 新たな動画が発表された。
2025年06月26日
HO size の慣性増大装置
A氏から素晴らしい写真と動画が届いた。慣性増大装置をいかに小さく組込めるかという実例である。
筆者が作った時は間違いなく動くということが最優先で、炭水車の断面積がなるべく大きなものを採用例とした。その後貨車にも入れられないかと、まだ実現されていないが、いくつかの例を考えていた。客車はそれ自身が重く12輌編成で20 �堋兇發△蝓△気曚匹良�要性を感じていない。貨車は30輌程度で10 �圓發覆い里如⊆汰�したものを連結してみたいと考えている。
A氏の場合、先回の例を拝見し、もう少し高密度実装ができると素晴らしいと考えていたが、まさにそれを実現されたのだ。
今回の例はフライホィ―ルを縦置きとしてあるところが特筆すべきところである。これが高密度化の大事な部分だ。
筆者が作った時は間違いなく動くということが最優先で、炭水車の断面積がなるべく大きなものを採用例とした。その後貨車にも入れられないかと、まだ実現されていないが、いくつかの例を考えていた。客車はそれ自身が重く12輌編成で20 �堋兇發△蝓△気曚匹良�要性を感じていない。貨車は30輌程度で10 �圓發覆い里如⊆汰�したものを連結してみたいと考えている。
A氏の場合、先回の例を拝見し、もう少し高密度実装ができると素晴らしいと考えていたが、まさにそれを実現されたのだ。
今回の例はフライホィ―ルを縦置きとしてあるところが特筆すべきところである。これが高密度化の大事な部分だ。
2025年06月24日
続 神戸の例会
この会場に来る人の大半は関西で鉄道模型を楽しんでいるグループの人たちで、ある程度の知識と腕のある人たちである。静岡の会場に来た人たちとはやや違う。
静岡で筆者が慣性増大装置のついた機関車を動かして見せていると、突然このように話し掛けて来た人が居た。
「この機関車にはウェイトが足らないね。」
さすがにこの時は反論する気力もなかった。
その話を友人にすると、A氏のC62の動輪がスリップするのを見て、「ゴムタイヤを付けるといいですよ。」と言った人も居たということを聞いた。
昨今の鉄道では、車輪がスリップする現場を見ることがなくなったので、致し方ないのであろう。機関車は動輪がスリップするように設計してある。滑らないと運転しやすそうに見えるが、故障しやすいのである。
神戸の例会では「慣性増大装置実演中」という看板を掲げておいたので、興味深そうに見てくれる人が居た。特に、
「ブレーキを掛けますよ」と言って、
僅かの逆電圧を掛けると動輪がロックしてスーッとスリップするのを見た人の中には、
「素晴らしい！ こんな模型を見ることが出来るとは思わなかった。」と言ってくれる人が居た。その方は70代後半の方だった。
しかし、若い人はあまりピンと来ないようだった。実際に蒸気機関車が走るのを見たことがない上に、動力車はスリップするものだという知識がないからだろう。
静岡で筆者が慣性増大装置のついた機関車を動かして見せていると、突然このように話し掛けて来た人が居た。
「この機関車にはウェイトが足らないね。」
さすがにこの時は反論する気力もなかった。
その話を友人にすると、A氏のC62の動輪がスリップするのを見て、「ゴムタイヤを付けるといいですよ。」と言った人も居たということを聞いた。
昨今の鉄道では、車輪がスリップする現場を見ることがなくなったので、致し方ないのであろう。機関車は動輪がスリップするように設計してある。滑らないと運転しやすそうに見えるが、故障しやすいのである。
神戸の例会では「慣性増大装置実演中」という看板を掲げておいたので、興味深そうに見てくれる人が居た。特に、
「ブレーキを掛けますよ」と言って、
僅かの逆電圧を掛けると動輪がロックしてスーッとスリップするのを見た人の中には、
「素晴らしい！ こんな模型を見ることが出来るとは思わなかった。」と言ってくれる人が居た。その方は70代後半の方だった。
しかし、若い人はあまりピンと来ないようだった。実際に蒸気機関車が走るのを見たことがない上に、動力車はスリップするものだという知識がないからだろう。
2025年06月22日
神戸の例会
神戸のOゲージの運転会に出かけた。場所はふたば学舎という古い小学校を地域の文化施設として開放している建物だ。この建物は昭和４年に建設された鉄筋コンクリート造りのかなり立派なものである。床、廊下は全て樫の木が張ってあり素晴らしい仕上がりだ。その講堂で机を数十台並べ、線路を敷いて様々な車輌を走らせた。関西であるから、電車が多い。また、久しぶりだからとコレクションを引っ張り出して長い客車編成を走らせる人も居る。
筆者は例の慣性増大装置装備の機関車と、小さな機関車に牽かせる31輌の貨物列車を持って行った。貨車は最近の記事で扱ったものをつないでおいた。貨物列車が低電流で周回していると、真顔でこう聞く人が複数居た。
「どの貨車にモータが入っているんですか？」
この写真は蒸気機関車が牽いているが、ほとんどの場面では小さな入換用のディーゼル電気機関車が牽いていた。たかだか30輌程度の列車だから、本物の世界でも不可思議ではない編成である。低速から滑らかに加速し、時速60キロ程度で走る。電圧は 6.0 V、電流は0.21 Aであった。半径 3 mの曲線上では電流は 0.23 A になった。それを見て、昔の車輪を知っている人が、
「Low-D でない頃は、曲線上では電流が２倍になったよね。」と言った。
大きな機関車で牽くのなら当たり前であって、面白くない。そういう意味で小さな機関車を選んで持って来たのだが、目論見は当たったようで、驚く人が多かった。
2025年04月27日
2025年04月21日
電気式慣性増大装置
いつも素晴らしい工作を見せて戴くA氏から連絡があった。電気式の慣性増大装置を作ったから、と写真を送って下さったのだ。実は、発表していないが筆者もそれを作ったことがある。かれこれ12,3年ほど前のことである。結果は全く思わしいものではなかった。
作ってみる前から分かっていたことなのだが、低回転（出発時）の発電量はゼロから始まるので、抵抗（動きにくさ）が事実上ない。すなわち、起動するときのスリップは見込めないのだ。要するに回転しないと発電量はゼロで、力学的な抵抗もゼロだ。機械式なら、静止時でも力は掛かっている。
巡航速度で走っているものが止まるまでには相当の時間が掛かり、それだけは成功だったが、止まる寸前の逆回転ブレーキなどは全くダメである。
モータの特性の効率の悪い領域を2回エネルギィが通過するのと、その電流が極めて小さいので効き目が見えない。この件は筆者にとってはあまり良い思い出ではなく、A氏と知り合ってからもそれは話題に出さなかった。
A氏も「 起動時の慣性の剛性感とでも言うのでしょうか、
動画も送って戴いたので参考になればと思う。
筆者はモータに2回もエネルギィを通過させるのではなく、低回転でもショートに近い状態を保てれば良いと思い、大容量の電解コンデンサを付け、無理やり充電させてみることも試みた。なんとなくうまく行くような感じはするが、スリップまでは行かなかった。
またそれを放電させるときはほぼ一瞬で終わってしまう。この充放電をコンピュータ制御で面白く出来ないかと考えてはいたが、諦めた。機械的な工夫の方がはるかに面白い動きをすることは、それまでの基礎実験で分かっていたからだ。しかも、DCCによる電気的擬似慣性のほうが、まだましな動きをしたのだ。
しかし、機械式伝達装置をどうやってテンダの中に落とし込むかということには、それからかなりの時間が掛かったのだ。新開発の３条ウォームのギヤボックスを使うと、実にうまく実現することができた。
この種の工夫を祖父江氏に見せたら何と言っただろうと、いつも考える。
2025年04月05日
再度 饋電について
先頃饋電について書いたが、色々な場所でお会いした方々から感想を聞かせて戴いた。
一言で言うと「とても良い記事」だそうだ。箇条書きにすると、
・この国の模型人は、ほとんど誰もそんなことを考えていなかった。
・指摘されたことは全て事実で、饋電の理屈と方法を知らねば克服できない。
・大きなレイアウトだけの問題ではない。小さなレイアウトでも正しく饋電されていなければ問題が起こるはずだ。
・レイルの素材について再考する時期に来た。
洋白材をレイルに使ったのは日本が最初らしい。カツミにいた高橋 淑氏が、伸銅屋の店先に山になっていた注文流れのギターのフレットを見て閃き、その再利用法としてレイルを作ってみた。篠原模型店に使うように勧めたところ大ヒットしたらしい。それまではブラスレイルを使うのが世界の主流であったのだ。
今となっては取り返しがつかないが、その余剰材料が白銅であったなら、もう少し電気抵抗が少なかったであろう。
一言で言うと「とても良い記事」だそうだ。箇条書きにすると、
・この国の模型人は、ほとんど誰もそんなことを考えていなかった。
・指摘されたことは全て事実で、饋電の理屈と方法を知らねば克服できない。
・大きなレイアウトだけの問題ではない。小さなレイアウトでも正しく饋電されていなければ問題が起こるはずだ。
・レイルの素材について再考する時期に来た。
洋白材をレイルに使ったのは日本が最初らしい。カツミにいた高橋 淑氏が、伸銅屋の店先に山になっていた注文流れのギターのフレットを見て閃き、その再利用法としてレイルを作ってみた。篠原模型店に使うように勧めたところ大ヒットしたらしい。それまではブラスレイルを使うのが世界の主流であったのだ。
今となっては取り返しがつかないが、その余剰材料が白銅であったなら、もう少し電気抵抗が少なかったであろう。
2025年01月05日
等速ジョイント
先日の質問に答えるには図を用意せねばならず、多少の時間が掛かった。
まず、一組のユニヴァ―サル・ジョイントはどのような角度で使うと等速になるか、という常識から始めねばならない。その結論は簡単で、全体が面対称あるいは点対称に配置された場合だけである。
この２つの図は伊藤 剛 氏の解説の図から切り出したものを切り貼りして作った。ジョイントの全体がこの形になればよい。
台車キングピンの真下にあれば、いかなる時でもこの形になる。条件としては主台枠に取り付けられた軸受があって、中間のドライヴ・シャフトがいつも車体中心に平行であることだ。
もしの中間軸が浮動していると、面倒なことが起こる。浮動させると、前後でジョイントをひとつずつにせねば不安定になる。すなわち全体でこの一組のユニヴァーサル・ジョイントと同じ構成になる。その場合は台車の水平面での回転が独立に起これば、等速とは言えない条件も起こりうる。
一般的には2軸台車にはギヤボックスが2つずつあり、ユニヴァーサル・ジョイントは台車の外にある。そうすると折れ角は大きく、不等速性は無視できなくなってくる。ディーゼル機関車などでは推進力はドライヴ・シャフトの中央から供給される。今回の設計では回転は片方の台車の端から上に取り出されている。角速度が等しくない設定で大きなトルクを二回も経由させていれば、そこで不具合が起きる。慣性増大装置ではフライホィールの慣性モーメントは巨大で、それを駆動する回転に速度変動、それに伴うトルク変動があれば、悲惨な結果になる可能性が大きいわけだ。
筆者が作った時もその点に十分注意して、不等速になることを避けている。
先日台湾に行った友人の話によると、例の間違ったシェイは、相も変わらず間違ったままだそうだ。困ったものである。実は白井 昭氏が台湾の鉄道に影響力が大きいことを知っていたので、ある人を介してお願いしていたのだが、効き目がないようだ。
まず、一組のユニヴァ―サル・ジョイントはどのような角度で使うと等速になるか、という常識から始めねばならない。その結論は簡単で、全体が面対称あるいは点対称に配置された場合だけである。この２つの図は伊藤 剛 氏の解説の図から切り出したものを切り貼りして作った。ジョイントの全体がこの形になればよい。
台車キングピンの真下にあれば、いかなる時でもこの形になる。条件としては主台枠に取り付けられた軸受があって、中間のドライヴ・シャフトがいつも車体中心に平行であることだ。もしの中間軸が浮動していると、面倒なことが起こる。浮動させると、前後でジョイントをひとつずつにせねば不安定になる。すなわち全体でこの一組のユニヴァーサル・ジョイントと同じ構成になる。その場合は台車の水平面での回転が独立に起これば、等速とは言えない条件も起こりうる。
一般的には2軸台車にはギヤボックスが2つずつあり、ユニヴァーサル・ジョイントは台車の外にある。そうすると折れ角は大きく、不等速性は無視できなくなってくる。ディーゼル機関車などでは推進力はドライヴ・シャフトの中央から供給される。今回の設計では回転は片方の台車の端から上に取り出されている。角速度が等しくない設定で大きなトルクを二回も経由させていれば、そこで不具合が起きる。慣性増大装置ではフライホィールの慣性モーメントは巨大で、それを駆動する回転に速度変動、それに伴うトルク変動があれば、悲惨な結果になる可能性が大きいわけだ。
筆者が作った時もその点に十分注意して、不等速になることを避けている。
先日台湾に行った友人の話によると、例の間違ったシェイは、相も変わらず間違ったままだそうだ。困ったものである。実は白井 昭氏が台湾の鉄道に影響力が大きいことを知っていたので、ある人を介してお願いしていたのだが、効き目がないようだ。
2024年12月24日
続々 Deagostini の Ｃ62
さらにA氏から近況を知らせるメイルが届いた。
テンダに慣性増大装置を搭載中である。ギヤを節約する目的があったのかは分からないが、２軸をチェインで結んでいる。この方法を採れば、キングピンのところに ユニヴァ―サル・ジョイントを一組ずつ置けるので、どんな場合でも角速度が等しくなり有利である。慣性増大装置へのエネルギィの出し入れには大きなトルクが掛かっていて、相手の慣性モーメントが大きいわけだから、角速度が一定でないとかなりギクシャクしてしまう。これを避ける賢明な方法である。
フライ・ホィールはチェインで駆動する。ギヤ・タワーを使い、半ピッチの位相差を持たせた二重のチェイン駆動である。これだけ重いと１本では持たない。
この方法はＡ氏はいくつか試されたそうだが、確かに音が静かになるそうだ。デルリンのチェインは多少伸びるので、この方法が有意義である。伸びない金属製チェインではこういうことが出来ないのは当然である。
車軸に付けたギヤで増速するので、そのままフライ・ホィールを駆動している。これは筆者の機関車と同様である。
テンダに慣性増大装置を搭載中である。ギヤを節約する目的があったのかは分からないが、２軸をチェインで結んでいる。この方法を採れば、キングピンのところに ユニヴァ―サル・ジョイントを一組ずつ置けるので、どんな場合でも角速度が等しくなり有利である。慣性増大装置へのエネルギィの出し入れには大きなトルクが掛かっていて、相手の慣性モーメントが大きいわけだから、角速度が一定でないとかなりギクシャクしてしまう。これを避ける賢明な方法である。
フライ・ホィールはチェインで駆動する。ギヤ・タワーを使い、半ピッチの位相差を持たせた二重のチェイン駆動である。これだけ重いと１本では持たない。この方法はＡ氏はいくつか試されたそうだが、確かに音が静かになるそうだ。デルリンのチェインは多少伸びるので、この方法が有意義である。伸びない金属製チェインではこういうことが出来ないのは当然である。
車軸に付けたギヤで増速するので、そのままフライ・ホィールを駆動している。これは筆者の機関車と同様である。
2024年12月20日
Deagostini の Ｃ62
伊藤 剛氏から引き継いだ未組みのＣ62をどうするか、しばらく悩んでいた。筆者は 45 mmゲージにまで手を広げる余裕がなく、誰か腕のある方にお願いすべきだと候補者を探していた。
そんな時にＡ氏と知り合った。彼は機械工学を修めた技術者であり、ご自宅の庭には 45 mmゲージのレイアウトがある。腕はピカ一であるから、この方にお願いするしかないと思った。彼がどのように料理されるかが楽しみであった。
そしてA 氏は45 mmゲージの慣性増大装置を完成されたので、その運転状況を見せてもらった。素晴らしい性能で驚いた。小さな旋盤で大きなものを正確に挽く技量は素晴らしいもので、驚いた。のちに中型旋盤をお世話したので、より応用範囲が広がった。
先日連絡があり、「C62を可動化したのでご覧ください。」と動画を送って下さった。
動輪をどのように作られたのかに興味があった。実はタイヤを快削鋼から削り出すつもりで、旋盤屋と話をしていたところなのだ。そのタイヤをすでに自作してしまったそうで驚いた。
タイヤとフランジに分けてローラを通して曲げ、それを互い違いに嵌めてハンダ付けしている。それを旋盤に掛けて削り出すわけだ。なかなかできない発想で驚いた。
歯車は筆者提供の Oゲージ用の高効率ギヤをさらに減速している。きわめてよく走る。
そんな時にＡ氏と知り合った。彼は機械工学を修めた技術者であり、ご自宅の庭には 45 mmゲージのレイアウトがある。腕はピカ一であるから、この方にお願いするしかないと思った。彼がどのように料理されるかが楽しみであった。
そしてA 氏は45 mmゲージの慣性増大装置を完成されたので、その運転状況を見せてもらった。素晴らしい性能で驚いた。小さな旋盤で大きなものを正確に挽く技量は素晴らしいもので、驚いた。のちに中型旋盤をお世話したので、より応用範囲が広がった。
先日連絡があり、「C62を可動化したのでご覧ください。」と動画を送って下さった。
動輪をどのように作られたのかに興味があった。実はタイヤを快削鋼から削り出すつもりで、旋盤屋と話をしていたところなのだ。そのタイヤをすでに自作してしまったそうで驚いた。
タイヤとフランジに分けてローラを通して曲げ、それを互い違いに嵌めてハンダ付けしている。それを旋盤に掛けて削り出すわけだ。なかなかできない発想で驚いた。歯車は筆者提供の Oゲージ用の高効率ギヤをさらに減速している。きわめてよく走る。
2024年12月18日
ゴムチューブの実力が判明
このブログでは、ゴムチューブをギヤボックスとモータ軸の接続に使うのは良くない、と書き続けて来た。さりとて、その客観的なデータがあるのかと言われると、なかなか難しい問題だった。
高効率ギヤと慣性増大装置を 45 mmゲージで実装されている A 氏が、客観的なデータを採って写真を提供して下さったので紹介したい。
��
これはモータ単体を 6 Vで無負荷回転させた時の電流を示している。モータ自体はそれほど高効率のものではなさそうだ。0.20 W ほど消費している。
�◆ヾ契�増大装置(フライホィール)を遊星ギヤを使って4.4倍に増速している場面だが、金属製のユニヴァーサル・ジョイントを用いているときの電流値は0.18 Aである。その時の電力は 1.1 Wである。この時、アラインメントには留意し、直線上に配置しているから、継手の中の損失は事実上ないと考えられる。
�� その慣性増大装置 ＋ 遊星ギヤをシリコーンゴム・チューブを介して回転させているときの電流は 0.28 A で、電力は 1.7 W弱である。この時もアラインメントには留意して、直線上にあるようにしている。
�◆櫚，詫契吋�ヤ内部での損失とフライホィールの軸受での摩擦損失、空気抵抗損失の和である。継手での損失はほぼ無視できる。
��−�△蓮�シリコーンゴム・チューブに起因する損失であると考えるのが妥当だ。いったい何が起こっているのかはよく分からないが、この損失は無視できない大きさである。
負荷によりチューブがねじれて長さが多少縮み、それによって軸受けにスラストがかかって損失が増える可能性もある。しかしこんなに短いのであれば、その量は無視しうる程度なのかもしれない。
もしくは、アラインメントを合わせてあるとは言え、「極微量のずれ、角度ずれが存在すればその損失が現れる」ということなのかもしれない。だとするとそれは非常に感度が高い（少しでも狂っていれば大きな損失を生じる）ファクタだということなのだ。
また、蒸気機関車の前進時、ギヤボックスはモータ側に傾くであろう。その態勢ではチューブに剪断力が掛かる。後退時はどうなるのだろう。
もし、負荷が増大すれば、損失はさらに増大するであろうし、トルクアームがなければ、ますます大きくなるであろう。しかし、上記のような感度が高いファクタであると、トルクアームも役には立たないことになる。
いずれにせよ、このような理想的にアラインメントが出ている状況でさえもこれだけの差があるのである。だから蒸気機関車の模型に付けた時は悲惨な結果になるのであろう。
この実験を参考に、読者の方々から実測値をお知らせ戴くと嬉しい。その際には必ず実験方法が分かる写真を付けて戴きたい。
高効率ギヤと慣性増大装置を 45 mmゲージで実装されている A 氏が、客観的なデータを採って写真を提供して下さったので紹介したい。��
これはモータ単体を 6 Vで無負荷回転させた時の電流を示している。モータ自体はそれほど高効率のものではなさそうだ。0.20 W ほど消費している。
�◆ヾ契�増大装置(フライホィール)を遊星ギヤを使って4.4倍に増速している場面だが、金属製のユニヴァーサル・ジョイントを用いているときの電流値は0.18 Aである。その時の電力は 1.1 Wである。この時、アラインメントには留意し、直線上に配置しているから、継手の中の損失は事実上ないと考えられる。
�� その慣性増大装置 ＋ 遊星ギヤをシリコーンゴム・チューブを介して回転させているときの電流は 0.28 A で、電力は 1.7 W弱である。この時もアラインメントには留意して、直線上にあるようにしている。�◆櫚，詫契吋�ヤ内部での損失とフライホィールの軸受での摩擦損失、空気抵抗損失の和である。継手での損失はほぼ無視できる。
��−�△蓮�シリコーンゴム・チューブに起因する損失であると考えるのが妥当だ。いったい何が起こっているのかはよく分からないが、この損失は無視できない大きさである。
負荷によりチューブがねじれて長さが多少縮み、それによって軸受けにスラストがかかって損失が増える可能性もある。しかしこんなに短いのであれば、その量は無視しうる程度なのかもしれない。
もしくは、アラインメントを合わせてあるとは言え、「極微量のずれ、角度ずれが存在すればその損失が現れる」ということなのかもしれない。だとするとそれは非常に感度が高い（少しでも狂っていれば大きな損失を生じる）ファクタだということなのだ。
また、蒸気機関車の前進時、ギヤボックスはモータ側に傾くであろう。その態勢ではチューブに剪断力が掛かる。後退時はどうなるのだろう。
もし、負荷が増大すれば、損失はさらに増大するであろうし、トルクアームがなければ、ますます大きくなるであろう。しかし、上記のような感度が高いファクタであると、トルクアームも役には立たないことになる。
いずれにせよ、このような理想的にアラインメントが出ている状況でさえもこれだけの差があるのである。だから蒸気機関車の模型に付けた時は悲惨な結果になるのであろう。
この実験を参考に、読者の方々から実測値をお知らせ戴くと嬉しい。その際には必ず実験方法が分かる写真を付けて戴きたい。
2024年12月04日
日本の模型人
模型の動きについて再度書きたい。
筆者はきわめて初期の段階から、スケールスピードを大切にしている。本物が動く様子を再現したいからだ。本物はきわめてゆっくり動くことが出来る。連結時は特にゆっくりだ。速いと衝撃で壊れてしまう。
先回にも述べた通り、筆者の機関車はきわめてゆっくり動かすことが可能だ。機関車単独でもかなりの低速が可能だが、慣性増大装置付きテンダを付けていると、さらに安定した低速が可能になる。
これを実演して5 mの線路の端から端までをゆっくり往復させる。しかし、「凄いなー」と見てくれる人は１割程度だ。殆どの人は通り過ぎてしまう。展示で並んでいるD型機関車群ばかり見ている。性能に興味がないようだ。先回も述べたように無音で走ることにも注意が向かない人が多い。
これが日本の模型人の姿なのだ。外観に興味があり、走りは興味の範囲外のように見える。しかし、工作材料には興味がある人は多い。持って行った快削ブラスの角棒は人気があった。
逆に、先日博物館に来てくれたアメリカ人は、走りに興味があった。「凄い、凄い！」の連発であった。列車の貨車の数を数えて感心し、勾配の途中で電源を切ると滑り落ちる様子には驚嘆した。殆どの車輌が重いブラス製であることは信じがたいと言う。すべての車輌の車輪が Low-D であることの効果を噛みしめていた。
今年もブラスの材料（厚板、平角棒その他）を持って行った。数キログラムも売れて驚いた。この頃はこういう種類の材料が手に入れにくいのだそうだ。
筆者はいろいろなルートでその種の材料を手に入れている。それを小分けしてこういう場所に持ってくると、喜んでくれる人がいるのは嬉しい。
リクエストがあった。モリブデングリースが欲しいのだそうだ。最近は田宮などで扱っていないという。適当な容器を探して詰めて来よう。大きな容器に一杯ある。昔アメリカの友人が、ジェットエンジンの整備用のをくれたものだ。とても死ぬまでに使い切れない量だ。
筆者はきわめて初期の段階から、スケールスピードを大切にしている。本物が動く様子を再現したいからだ。本物はきわめてゆっくり動くことが出来る。連結時は特にゆっくりだ。速いと衝撃で壊れてしまう。
先回にも述べた通り、筆者の機関車はきわめてゆっくり動かすことが可能だ。機関車単独でもかなりの低速が可能だが、慣性増大装置付きテンダを付けていると、さらに安定した低速が可能になる。
これを実演して5 mの線路の端から端までをゆっくり往復させる。しかし、「凄いなー」と見てくれる人は１割程度だ。殆どの人は通り過ぎてしまう。展示で並んでいるD型機関車群ばかり見ている。性能に興味がないようだ。先回も述べたように無音で走ることにも注意が向かない人が多い。
これが日本の模型人の姿なのだ。外観に興味があり、走りは興味の範囲外のように見える。しかし、工作材料には興味がある人は多い。持って行った快削ブラスの角棒は人気があった。
逆に、先日博物館に来てくれたアメリカ人は、走りに興味があった。「凄い、凄い！」の連発であった。列車の貨車の数を数えて感心し、勾配の途中で電源を切ると滑り落ちる様子には驚嘆した。殆どの車輌が重いブラス製であることは信じがたいと言う。すべての車輌の車輪が Low-D であることの効果を噛みしめていた。
今年もブラスの材料（厚板、平角棒その他）を持って行った。数キログラムも売れて驚いた。この頃はこういう種類の材料が手に入れにくいのだそうだ。
筆者はいろいろなルートでその種の材料を手に入れている。それを小分けしてこういう場所に持ってくると、喜んでくれる人がいるのは嬉しい。
リクエストがあった。モリブデングリースが欲しいのだそうだ。最近は田宮などで扱っていないという。適当な容器を探して詰めて来よう。大きな容器に一杯ある。昔アメリカの友人が、ジェットエンジンの整備用のをくれたものだ。とても死ぬまでに使い切れない量だ。
2024年12月02日
慣性増大装置の tuning
この機関車を再度持って行って走らせた。昨年は、前日に完成したばかりで微調整が済んでいなかった。だから、走りが満足の行かない状態だった。（この写真は大之島鉄道氏のサイトからお借りしている。）要するに機関車の牽引力とテンダの慣性とのバランスが悪かったのだ。機関車の牽引力が不足して動きにくかった。テンダは最大限に作ってあってそれを減らす必要はなく、機関車の牽引力を増す必要があった。
モータの出力、伝達効率から計算すると、動輪の軸重を900 gw 増しても良いことになる。とりあえず 720 gの錘を鋳造して取り付けた。材料は活字金である。非常に正確に鋳物ができるので、ボイラ内にきっちり嵌まるように作れた。重心位置も計算通りだ。この後少しずつ補重していく。
結果は非常に具合が良く、1 Vで起動し、50 ｍAで走行する。しかもこれが無音で走るのである。
5 Vで構内を走る程度の速度になるから、3 Vにして逆転を掛けると動輪がロックして滑って行く。これは実物では絶対にやってはいけないことになっている。動輪踏面にフラットができるからだ。
1 Vを掛けて放置すると、超低速で少しずつ動く。動輪一回転に10秒ほど掛かる。
「『低速コンテストで優勝できる』とありましたが、本当ですね。」とおっしゃった方がいる。お褒め戴くと嬉しいが、その後ろでこんな声も聞こえて来た。
「Oゲージだからできるんだよ。」
それを聞いてある方が、
「失礼なことを言ってはいかんよ。世界中のどこにこんな動きができる模型があるんだ。Oゲージだからできるんじゃないよ。dda40xさんだからできたんだ。」と言ってくれたので、助かった。
今野氏はお気に召したようで、低速走行をじっくり見ていらした。
一般によく見る模型の走行は、決して褒められた状態ではない。それを解決する一つの方法が高効率ギヤの採用である。今野氏はそれを見極められたようであり、嬉しく思う。
非効率な伝動装置では、ヒステリシスが大きく、ガッと動いて、ガクリと止まる。中間速度での滑らかな動き、負荷が掛かった時の速度の落ち方、負荷がなくなった時の加速というものを感じることが出来ないのだ。だから、いわゆるオモチャ的な運転しかできない。
今回の披露で、「サウンドが付いていると良かったのに」という御意見を戴いたが、実はわざとサウンドなしでお見せしている。無音で走るというところを強調したかったのだ。無音走行ができる機関車は、まれな存在であることを知らせたかったからだ。
KKCの集会では、最後の会員の個別のスピーチで、高効率ギヤを採用して好結果を得ている旨、何人かから発言があったのは嬉しい。
HO用は貫名氏が販売して下さっているので、希望される方は連絡されたい。
2024年11月16日
UP 2-8-0
この機種はC57と呼ばれることが多いが、様々なヴァリエイションがある。この模型がどの形式をプロトタイプとしているのかは不明だが、Max Gray はカリフォルニアの会社だったから、西海岸のどこかにあったものを参考にしていた筈だ。
弁装置も各種ある。ボールドウィンで作られたものの中には、Vauclain Compound もあった。ヴォークレイン複式は往復動慣性質量が大きく、高速では走れなかった。アイデア倒れで、多少効率が良くても、使いにくいものであったらしい。メンテナンス・コストも大きかったので、後に大半が標準型に改造されている。
この絵はこのサイトからお借りしている。これはオーストラリアに輸出されたもののようだが、いかにもアメリカ的なデザインである。
さて、筆者の模型のことであるが、キャブ前方のドアは開放とした。すなわち夏仕様である。窓枠は緑にした。この種の小さな機関車は相対的にキャブが大きいので、中を覗き込まれてしまう。すなわち、「室内は室外である」わけで、ある程度は作っておかねばならない。火室後部は丸見えであるから、先回の Rawlins で撮った写真を基にまとめた。正確ではないが、それらしく見えるようにしただけである。
ウェザリングは最少にして、やや艶のある状態を楽しむことにした。
弁装置も各種ある。ボールドウィンで作られたものの中には、Vauclain Compound もあった。ヴォークレイン複式は往復動慣性質量が大きく、高速では走れなかった。アイデア倒れで、多少効率が良くても、使いにくいものであったらしい。メンテナンス・コストも大きかったので、後に大半が標準型に改造されている。 この絵はこのサイトからお借りしている。これはオーストラリアに輸出されたもののようだが、いかにもアメリカ的なデザインである。
さて、筆者の模型のことであるが、キャブ前方のドアは開放とした。すなわち夏仕様である。窓枠は緑にした。この種の小さな機関車は相対的にキャブが大きいので、中を覗き込まれてしまう。すなわち、「室内は室外である」わけで、ある程度は作っておかねばならない。火室後部は丸見えであるから、先回の Rawlins で撮った写真を基にまとめた。正確ではないが、それらしく見えるようにしただけである。
ウェザリングは最少にして、やや艶のある状態を楽しむことにした。
2024年05月28日
またまた Original Whistle Stop
帰路、ロスアンジェルス郊外の友人を訪ねた。その時に思い付いてパサディナの模型店を訪ねた。店主の Fred とは、1985年からの付合いだ。祖父江氏を伴って訪ねた。その2週間後ミルウォーキのNMRAコンヴェンションの会場で再度会い、筆者のFEF2,3を見て仰天したのだ。祖父江氏の3条ウォーム改造の代理店契約を結びたかったらしいが、それほどの数もなさそうなのでそれは立ち消えとなった。しかし、その後さまざまな局面で助けてもらった。今回は1時間弱の訪問であったので、模型は見せずもっぱら動画を見せ合って話した。この動画はYoutubeで見たが鮮明さと滑らかさに欠けると言う。そこでオリジナルの動画を差し上げた。
慣性増大装置の動作を見て驚嘆し、仲間を呼んで見せた。
「凄い！お前はいつも世界の最先端に居る。」と言ってくれた。お世辞であっても嬉しい。
パシフィックが単機で、ゆっくり前後進し、その度にスリップして止まる場面を見せた。極端な低速であるが、それでもスリップするのが面白いそうだ。
「一体、このテンダはどれくらいの質量があることになるのだ。」と聞くので、「約430ポンド相当だ。」と答えた。
「ワォ、それはすごい。まさか本当にその質量を持つと思う奴はいないだろうな。」
「それが居たんだよね。」と、かいつまんで話した。
彼は爆笑してこう答えた。
「アッハハハ。簡単にできると言うなら、どうして今までそれを誰も見たことが無いのか教えて欲しいね。」
2024年03月28日
surface tension
先日の記事で、Tavata氏がコメントを投稿された。それには「微小パーツがコテに吸い付けられて動いてしまう」とあった。これはまさしく表面張力の影響である。
この趣味をやっていて初めて、正しい表面張力に関する意見を戴いたことになる。 今までは例によって、ハンダが融けて沁み込む時に「表面張力が小さくなっている」などの間違った表現を書いているのが普通であったのだ。
それに対する筆者のコメントをお読み戴けただろうか。コメントにしては珍しく、「いいね」のような印がたくさんついている。
この動画はいつも見ているイチケン氏のエレクトロニクス講座で、筆者の好きな動画だ。練りハンダを置いて、そこに微小部品を並べる。下からヒータでハンダの融点付近までゆっくり加熱すると、ハンダが融けて上に載っている部品は吸い付けられる。多少ずれていても、所定の方向に整列してハンダ付けが完了する。これが表面張力の威力である。融けた金属の表面張力はきわめて大きいということを実感できる。
中学校までの理科で大まかな知識は得られる。観察は大事だ。持っている知識と照らし合わせて、どの理論が適用されるとこの現象が説明できるかということを考えねばならない。
最初から考えるのを放棄して、人の言うことを鵜呑みにする人があまりにも多い。また、「理屈はそれが好きな人が考えれば良いことで自分は関係ない」と公言する人も居る。しかし間違った理論を広めて良いはずはない。
この趣味をやっていて初めて、正しい表面張力に関する意見を戴いたことになる。 今までは例によって、ハンダが融けて沁み込む時に「表面張力が小さくなっている」などの間違った表現を書いているのが普通であったのだ。
それに対する筆者のコメントをお読み戴けただろうか。コメントにしては珍しく、「いいね」のような印がたくさんついている。
この動画はいつも見ているイチケン氏のエレクトロニクス講座で、筆者の好きな動画だ。練りハンダを置いて、そこに微小部品を並べる。下からヒータでハンダの融点付近までゆっくり加熱すると、ハンダが融けて上に載っている部品は吸い付けられる。多少ずれていても、所定の方向に整列してハンダ付けが完了する。これが表面張力の威力である。融けた金属の表面張力はきわめて大きいということを実感できる。
中学校までの理科で大まかな知識は得られる。観察は大事だ。持っている知識と照らし合わせて、どの理論が適用されるとこの現象が説明できるかということを考えねばならない。
最初から考えるのを放棄して、人の言うことを鵜呑みにする人があまりにも多い。また、「理屈はそれが好きな人が考えれば良いことで自分は関係ない」と公言する人も居る。しかし間違った理論を広めて良いはずはない。
2024年02月17日
続 exhibition in Kobe
運転は意外と難しく、逆電圧をどの程度掛けるとロックし、もう少し上げて逆回転というあんばいが分かるまでは失敗の連続だ。レイルとの相性もある。自宅、博物館での鋼レイル上では習熟しているが、この会場では、摩擦係数のより小さい洋白レイルであったことも、難しさを大きくしていた。1時間も経つとコツが分かり、うまくロックさせたり逆回転ブレーキを披露することができた。逆回転はマンガ的な動きに見えるらしく、子どもたちには人気があった。SNSには動画がupされているが、当初の練習中の風景で、完全なロック状態や、逆回転ブレーキが再現されているわけではない。もう少し後で撮影したものを使った方が良かった。いずれ更新されるであろう。
貫名氏の友人がいらして、HO用高効率ギヤの話題で盛り上がった。薄型ギヤボックスの第４次試作ができ、これで量産に入るという所まで来た。この方も拙ブログを読んで下さっていて、現物をご覧になってそのスリップを堪能されていた。工学部出身の技術者であって基礎知識が確実な方であったので、話が逸れることもなく、楽しい会話をさせて戴いた。博物館にも来訪されるとのことである。その他、何人かの方から声を掛けられた。どなたからもこの慣性を大きくするメカニズムを実際に作ったことに賞賛を戴いた。「口先だけで簡単だと言う人もいるが、できる訳がない。」 ということであった。
2024年02月15日
exhibition in Kobe
神戸のポートアイランドでの催しに参加した。青少年科学館がOゲージのクラブ他、3クラブに声を掛けて、この3連休に催したのである。
筆者はいつもその一年に仕上げた車輌を中心に持っていくことにしている。今年はブラス製のホッパ車15輌を中心にRailgon の無蓋車5輌を選んだ。機関車は慣性増大装置を搭載した２輌の蒸気機関車である。
UP850が本線を走っている。子供が中心の催しであるので、本物の蒸気機関車の運転を見たことがない人ばかりである。しかし、中には孫を連れて来た老模型人も居て、動輪が空転している様子を見ると目を丸くして驚く。
「模型でこんな運転ができるとは思わなかった。」と言ってくれるのは嬉しい。
当ブログの読者で昨年慣性増大装置の運転があったことを知った方が、今年もきっとあるだろうと遠方から見にいらしたのを知り、驚いた。Youtubeなどで、すでに動きはよくわかってはいらしたが、パシフィックが現実に目の前で急ブレーキを掛けて動輪がロックしたまま滑っていくのをお見せすると、大変興奮された。
JR東日本の新幹線車輌と並んだOスケールの機関車は小さく見える。この新幹線車輌は 1/45 であり、蒸気機関車は 1/48 であるからだ。
筆者はいつもその一年に仕上げた車輌を中心に持っていくことにしている。今年はブラス製のホッパ車15輌を中心にRailgon の無蓋車5輌を選んだ。機関車は慣性増大装置を搭載した２輌の蒸気機関車である。
UP850が本線を走っている。子供が中心の催しであるので、本物の蒸気機関車の運転を見たことがない人ばかりである。しかし、中には孫を連れて来た老模型人も居て、動輪が空転している様子を見ると目を丸くして驚く。「模型でこんな運転ができるとは思わなかった。」と言ってくれるのは嬉しい。
当ブログの読者で昨年慣性増大装置の運転があったことを知った方が、今年もきっとあるだろうと遠方から見にいらしたのを知り、驚いた。Youtubeなどで、すでに動きはよくわかってはいらしたが、パシフィックが現実に目の前で急ブレーキを掛けて動輪がロックしたまま滑っていくのをお見せすると、大変興奮された。
JR東日本の新幹線車輌と並んだOスケールの機関車は小さく見える。この新幹線車輌は 1/45 であり、蒸気機関車は 1/48 であるからだ。2024年01月24日
The engine equipped with inertia emphasizer II
新登場のパシフィックをクラブの新年会に持って行き、２m の線路上だったが往復運転を披露した。興味のある人には運転をしてもらった。
「運転はすごく難しいですね。機関車ってこんなに重いのかって、初めてわかりましたよ。」
世界に２輌しかない機関車である。
今回は等価慣性質量が 200 kgもあるので、パシフィックでは場合によっては発車が難しい。テンダが極端に重いので、テンダ車輪がレイルの継ぎ目に落ち込んでいると、それが引掛かってしまい動き出しにくい。前回のテンダより、車輪径が小さいこともその影響を大きくしている。鉄レイルなので滑りにくいはずなのだが、それでもよく滑る。
低電圧で巡航してそのまま逆転を掛けると、動輪はゆっくり逆回転して止まる。車体が止まった瞬間に電圧をゼロにすると実感的だ。止まっても逆回転しているのは、かなりドジな感じがするからだ。
そのまま電圧をすこし上げるとゆっくり起動して後退する。わずかに電圧を上げるとシュルシュルとスリップする。この機関車はこのままでは軽過ぎだ。すこし補重するべきである。駆動力にはかなり余裕があるので、軸重を１割程度増やすだけで、キビキビした動きになるであろう。
「運転はすごく難しいですね。機関車ってこんなに重いのかって、初めてわかりましたよ。」
世界に２輌しかない機関車である。
今回は等価慣性質量が 200 kgもあるので、パシフィックでは場合によっては発車が難しい。テンダが極端に重いので、テンダ車輪がレイルの継ぎ目に落ち込んでいると、それが引掛かってしまい動き出しにくい。前回のテンダより、車輪径が小さいこともその影響を大きくしている。鉄レイルなので滑りにくいはずなのだが、それでもよく滑る。
低電圧で巡航してそのまま逆転を掛けると、動輪はゆっくり逆回転して止まる。車体が止まった瞬間に電圧をゼロにすると実感的だ。止まっても逆回転しているのは、かなりドジな感じがするからだ。
そのまま電圧をすこし上げるとゆっくり起動して後退する。わずかに電圧を上げるとシュルシュルとスリップする。この機関車はこのままでは軽過ぎだ。すこし補重するべきである。駆動力にはかなり余裕があるので、軸重を１割程度増やすだけで、キビキビした動きになるであろう。
2024年01月16日
inertia emphasizer
最近ある会合で、筆者の慣性増大装置を搭載した機関車の実演を行った。発車時に動輪が空転するのを見て、友人がこう言った。
「スリップしますね。dda40xさんの機関車らしくないじゃないですか。」
これには驚いた。その方は筆者と同世代の人だったので、当然実物の機関車がスリップする状況を見ていたはずだと思ったが、東京の育ちで蒸気機関車が走るのを、ほとんど見たことがないとのことだった。彼は電気機関車ファンである。
筆者は田舎育ちで、機関車はスリップするのが当然だと思っていたから、これにはいささかショックを受けた。朝の快速列車が遅れると、回復運転のための猛ダッシュでは、かなりの空転が見られた。機関士は加減弁を上手に操り、派手な空転はさせなかったが、音を聞いていると空転しているのが分かった。毎朝駅に行って、その快速列車の発車を見てから幼稚園に行っていたのだ。
ジャンク箱にHOの慣性増大装置らしきものがあった。これは Walthers のカタログに載っていたことを覚えている。多分Roundhouseの製品だ。左にモータがあり、右はハズミ車のつもりらしい。これでは駄目だ。径が小さいし、回転数も足らない。増速が望ましい。角速度が増せば、その２乗で効く。
工夫をすれば、径はこの２倍程度にはなる。これも径の２乗で効くから４倍ほどになるだろうし、軸受も細いものを使えばその効果を損なうこともない。とにかくこのままでは駄目である。かえって無い方が摩擦の点で有利かもしれないとさえ思った。軸はダイキャストの鋳肌そのままである。研磨した鋼製にするべきだ。
下手な工夫で損失を生んでいる典型的な例であろう。
「スリップしますね。dda40xさんの機関車らしくないじゃないですか。」
これには驚いた。その方は筆者と同世代の人だったので、当然実物の機関車がスリップする状況を見ていたはずだと思ったが、東京の育ちで蒸気機関車が走るのを、ほとんど見たことがないとのことだった。彼は電気機関車ファンである。
筆者は田舎育ちで、機関車はスリップするのが当然だと思っていたから、これにはいささかショックを受けた。朝の快速列車が遅れると、回復運転のための猛ダッシュでは、かなりの空転が見られた。機関士は加減弁を上手に操り、派手な空転はさせなかったが、音を聞いていると空転しているのが分かった。毎朝駅に行って、その快速列車の発車を見てから幼稚園に行っていたのだ。
ジャンク箱にHOの慣性増大装置らしきものがあった。これは Walthers のカタログに載っていたことを覚えている。多分Roundhouseの製品だ。左にモータがあり、右はハズミ車のつもりらしい。これでは駄目だ。径が小さいし、回転数も足らない。増速が望ましい。角速度が増せば、その２乗で効く。工夫をすれば、径はこの２倍程度にはなる。これも径の２乗で効くから４倍ほどになるだろうし、軸受も細いものを使えばその効果を損なうこともない。とにかくこのままでは駄目である。かえって無い方が摩擦の点で有利かもしれないとさえ思った。軸はダイキャストの鋳肌そのままである。研磨した鋼製にするべきだ。
下手な工夫で損失を生んでいる典型的な例であろう。
2023年12月29日
flanger
これは除雪車の一種のフランジャである。線路内の雪を取り除く。踏切などでは鋤を持ち上げねばならないから、線路事情を熟知している人を乗務させる。まだ警戒塗装などは不完全である。黄色は床下まで塗ってあるようにも見える。グラブアイアン（手で掴むハシゴの横棒）が曲がっているのと、キュポラの支えが取れているのは修復する。
この種の車輌は走らせることはまず無いから、Low-D車輪を付けていると事故の元である。いずれ高抵抗車輪に取り替える。
先のクラブの年次総会で平岡幸三氏をゲストとしてお招きし、図面の描き方について講演をして戴いた。素晴らしいお話で、一同感じ入った。
その後で平岡氏は筆者のブースにいらしたので、慣性増大装置、高効率ギヤの実演をお見せした。慣性を増大させて蒸気機関車の動輪が、単機でも正逆方向にスリップすることについては、「こういう発想はありませんでしたね。実に面白い。」と述べられた。3条ウォームギヤを逆駆動させて、静粛な増速機構として利用しているのは賢い方法だとお褒め戴いた。
その後で低抵抗車輪を付けた3Dプリントのナイロン製台車をご覧になって、愕然とされた。
「これはボールべアリングの動きではないですね。」と見破られたのは流石である。「これは凄い！信じがたいほど滑らかな動きです。」
と仰った。一見平面に見える机の上に置くとするすると動き出し、机の中央付近で行ったり来たりする。机が撓んで真ん中が多少低いからだ。
「精度の高い水準器程度の勾配検出能力がありますね。これほど軽く動くなら、軽い貨車の百輌編成くらいは牽くでしょう。」と仰ったので、「ブラス製の120輌編成（約45 kg）を牽いて1.56％の勾配、230 mmの標高差を乗り越えて走ります。」と言うと驚かれた。動画をご覧になったと連絡を受けた。
モータ、ギヤ、軸、軸受、車輪のすべてを改善するとどうなるか、ということに挑んだのを評価して戴けたのは嬉しい。
2023年11月25日
慣性を大きくするのは簡単!?
しばらく前のことである。ある会合に慣性増大装置を付けた4-8-4を持って行き、単機でスリップさせて見せた。何人かの方がそれを見て、興味深そうであった。実際にスロットルを持たせてみると、慣性が大きすぎて怖いという意見もあった。
そこに登場したある方が、表題の言葉を放った。
「こんなのはテンダを重くすりゃあ簡単にできる。俺のは機関車に自動クラッチが付けてあるからな。どこまででも滑って行くよ。」
と言う。筆者は二の句が継げなかった。その人は続けて言った。
「俺は設計をやっているからな。計算は強いんだ。あんたは計算して作ってる？」これには参った。
「簡単に見えるけど無理ですね。やってご覧なさいよ。」と言うと、「テンダにボールベアリングをつけて重くするだけだろ。やらなくたってできることはわかるんだ。」と言って行ってしまった。かなりリニアな人である。
簡単な算数をしてみよう。このテンダに、重い材料の代表の劣化ウラン（密度約19 g/立方cm）を詰めたとすると約16 kgになる。16 kgは重そうに聞こえるが、このテンダの等価慣性質量の1/10以下である。しかし、その質量で軸がへたらないように設計できるのだろうか。また線路は耐えるのだろうか。
劣化ウランは日本では手に入らない。ウランの単体は酸素と反応して発火するから密閉容器に入れる必要がある。金では高価過ぎるから、タングステンを使うのが順当だろう。しかし全く質量が足らない。
筆者の10輌編成の客車列車も約16 kgである。摩擦は非常に少ない。それを牽いて巡航しているときに、逆回転ブレーキを掛けて滑らかに止めるのは難しい。ガクンと止まる。機関車の摩擦力が相対的に大きいからだ。
その人はHOの人らしい。そのサイズではテンダはどう頑張っても 2 kgくらいしかないだろう。しかしそれでもHOの模型としては異常に重い。車軸の設計はどうするのだろう。
これもファンタジィの世界である。夢を見るのは自由だが、それを口にするとどのような評価を受けるか、という想像力が欠けている。何の設計をしているのかは知らないが、交通機関でないことを祈りたい。
そこに登場したある方が、表題の言葉を放った。
「こんなのはテンダを重くすりゃあ簡単にできる。俺のは機関車に自動クラッチが付けてあるからな。どこまででも滑って行くよ。」
と言う。筆者は二の句が継げなかった。その人は続けて言った。
「俺は設計をやっているからな。計算は強いんだ。あんたは計算して作ってる？」これには参った。
「簡単に見えるけど無理ですね。やってご覧なさいよ。」と言うと、「テンダにボールベアリングをつけて重くするだけだろ。やらなくたってできることはわかるんだ。」と言って行ってしまった。かなりリニアな人である。
簡単な算数をしてみよう。このテンダに、重い材料の代表の劣化ウラン（密度約19 g/立方cm）を詰めたとすると約16 kgになる。16 kgは重そうに聞こえるが、このテンダの等価慣性質量の1/10以下である。しかし、その質量で軸がへたらないように設計できるのだろうか。また線路は耐えるのだろうか。
劣化ウランは日本では手に入らない。ウランの単体は酸素と反応して発火するから密閉容器に入れる必要がある。金では高価過ぎるから、タングステンを使うのが順当だろう。しかし全く質量が足らない。
筆者の10輌編成の客車列車も約16 kgである。摩擦は非常に少ない。それを牽いて巡航しているときに、逆回転ブレーキを掛けて滑らかに止めるのは難しい。ガクンと止まる。機関車の摩擦力が相対的に大きいからだ。
その人はHOの人らしい。そのサイズではテンダはどう頑張っても 2 kgくらいしかないだろう。しかしそれでもHOの模型としては異常に重い。車軸の設計はどうするのだろう。
これもファンタジィの世界である。夢を見るのは自由だが、それを口にするとどのような評価を受けるか、という想像力が欠けている。何の設計をしているのかは知らないが、交通機関でないことを祈りたい。
2023年11月21日
ATSF Pacific (rebuilt)
Santa Feのパシフィックが完成し、お披露目をした。今回のテンダは慣性モーメントを構造が許す最大限にしたので、等価慣性質量は204 kgとなり、前回の値を大幅に上廻った。と同時に機関車の動輪上重量が少ないので、動輪の空転が甚だしく、仮設線路の不具合があると、単機でも出発が困難なほどであった。と同時に惰行時のブレーキのスリップ、逆転ブレーキは容易に再現でき、昔の鳥羽駅でのC51の曲芸を堪能できる。右の写真はNortherns484氏の撮影。
今回の慣性モーメントの算出は前回と同様にできるはずだった。昔の物理計算を思い出しつつ、「角加速度を積分すればできるはず」と取り組んだが、かなり頭が錆びついていて3日ほど考え込んだ。ラジアンは無次元であることを思い出すのに2日も掛かった、というお粗末。
間に合わないので、工学エキスパートのT氏に助けを求めた。朝9時半にメイルを送ったところ、12時半にはサラサラと手書きの計算結果が来てしまった。昼休みにやって下さったようだ。プロには敵わない。
今後の調整としては、動輪上重量を今の 1.5倍まで増やしたい。そうすると、もう少しキビキビとした動きになるはずだ。
先回は超大型の4-8-4で動輪上に2.7 kg載っていた。今回は大型とは言え、パシフィックで動輪上には1.3 kgしか載っていない。これでは単機でも起動に苦労するのは当然だ。
実物のデータを記しておこう。機関車より重いテンダを付け、砂漠の中で長距離を
無停車で走る急行列車に用いられた。1919年製、1936〜47年更新改造
ボイラ圧力 15.2気圧
機関車質量 154トン
動輪軸重 31トン
テンダ質量 180トン
テンダ軸重 30トン
水積載量 78トン
重油積載量 30トン
2023年11月01日
続々 installing the flywheel
フライホイールを取り付ける台は、以前紹介したギヤボックスの鋳物を再利用した。内側を削って軽くし、軸受部にはブロックを貼り付けた。全て銀ハンダで作ったので極めて頑丈である。
台枠のアングルにネジで締める。側面は皿ネジを使って沈めた。こうしないと上廻りがかぶせられない。衝突時のショックを受け止められるように、構造を十分に検討した。
回転部の沈め具合はこのような具合で、隙間は 0.4 mm程度だ。床下器具のハンダは銀ハンダで付け直した。重い構造物を付けたまま、台車を外して机に置くと、妙な力が掛かって外れる可能性があるからだ。
ラジアルベアリングをよく吟味した。20個ほど出して順に取り付け、廻してみて最も静かなものを選んだ。重いものを廻すので、かなり過酷な条件である。
選ばれたのはやはり日本製であった。残り少ない虎の子の日本製である。これでこのサイズの日本製は払底した。これを買ったのは35年ほど前である。ベアリング屋の番頭が親切にしてくれたことを思い出す。
スラストベアリングは近くのベアリング専門店で買った。奥さんが、念入りに調べてNMBのを出して来てくれたが、価格は意外に安かった。この店は親切で珍しいサイズもよく揃うのでよく行く。
慣性増大装置第２弾はこれで完成だ。12時間ほど掛かった。次回はこの半分で作りたい。
台枠のアングルにネジで締める。側面は皿ネジを使って沈めた。こうしないと上廻りがかぶせられない。衝突時のショックを受け止められるように、構造を十分に検討した。
回転部の沈め具合はこのような具合で、隙間は 0.4 mm程度だ。床下器具のハンダは銀ハンダで付け直した。重い構造物を付けたまま、台車を外して机に置くと、妙な力が掛かって外れる可能性があるからだ。 
ラジアルベアリングをよく吟味した。20個ほど出して順に取り付け、廻してみて最も静かなものを選んだ。重いものを廻すので、かなり過酷な条件である。選ばれたのはやはり日本製であった。残り少ない虎の子の日本製である。これでこのサイズの日本製は払底した。これを買ったのは35年ほど前である。ベアリング屋の番頭が親切にしてくれたことを思い出す。
スラストベアリングは近くのベアリング専門店で買った。奥さんが、念入りに調べてNMBのを出して来てくれたが、価格は意外に安かった。この店は親切で珍しいサイズもよく揃うのでよく行く。
慣性増大装置第２弾はこれで完成だ。12時間ほど掛かった。次回はこの半分で作りたい。
2023年10月14日
慣性増大装置 第２弾
近々ある集会に慣性増大装置を付けた機関車を持って行かねばならない。いつもの4-8-4では見飽きた人も居るだろうから、思い切ってもう１輌の完成を急いでいる。
この砲金の円柱だけでも 840 gもある。これは重過ぎる。台車のバネが完全につぶれていて、線路からの衝撃が緩和できない。円柱の内部をくり抜いて軽くする。慣性モーメントは半径の2乗に比例するから、中心部は無くてもあまり影響はない。
この円柱の径は 52 mmである。先回は 46 mmだったから、かなり大きい。外側に傷が付いているので、一皮剥いて51 mmにする予定だ。
テンダの上廻りにはそのままでは入らないので、幅を多少削って入れる（オレンジ色の部分）ことになりそうだ。高さも微妙に当たるので、床板を少し切り抜いて沈める。そうすると床板の強度が減るので、側面のアングルで持たせている。
この砲金の円柱だけでも 840 gもある。これは重過ぎる。台車のバネが完全につぶれていて、線路からの衝撃が緩和できない。円柱の内部をくり抜いて軽くする。慣性モーメントは半径の2乗に比例するから、中心部は無くてもあまり影響はない。この円柱の径は 52 mmである。先回は 46 mmだったから、かなり大きい。外側に傷が付いているので、一皮剥いて51 mmにする予定だ。
テンダの上廻りにはそのままでは入らないので、幅を多少削って入れる（オレンジ色の部分）ことになりそうだ。高さも微妙に当たるので、床板を少し切り抜いて沈める。そうすると床板の強度が減るので、側面のアングルで持たせている。
2023年08月31日
摩擦の少なさ
見学者の中には博士号を持つ者も何人か居たので、摩擦についてわいわいと議論があった。最初はボールベアリングだろうという話だったが、「こんな大きさではボールベアリングの効果よりも、中のグリースの抵抗のほうが大きいよ。」と言うのが居て、ピヴォット軸受に違いないという結論が出た。さすがに優秀である。
しかし、そんな細いものでは壊れやすいし、寿命が短いという意見が出た。そこで、台車を分解して車輪を外したものを見せた。
POMまたはナイロンの円錐軸受で、ステンレスのピヴォット・コーンを承けるというやり方には、全員が驚いた。軸重が 100 gw以下すなわち、1箇所あたり 50 gw以下では何の問題もなく30年も走っているというと、絶句した。
どうやってその結論に到達したのか、という質問があった。
「いや、僕が見つけたわけではないよ。アメリカの Athearnという模型屋がこの台車枠に、普通鋼のピヴォット軸を使っていたが、錆び易かった。先端が錆びてしまうと、鉄の酸化物は研磨剤だから、擦り減ってしまう。錆びない材料に置き換えたら、長持ちする筈だと考えただけさ。それと少量のモリブデン・グリースによる潤滑だね。」と答えた。
先輪がなぜ動輪より小さいのかという質問をすると、幾何学的なことだから、みな夢中になって考えていた。そういうところは高校時代と同じだ。 よくできる奴らが集中したクラスだった。
しかし、そんな細いものでは壊れやすいし、寿命が短いという意見が出た。そこで、台車を分解して車輪を外したものを見せた。
POMまたはナイロンの円錐軸受で、ステンレスのピヴォット・コーンを承けるというやり方には、全員が驚いた。軸重が 100 gw以下すなわち、1箇所あたり 50 gw以下では何の問題もなく30年も走っているというと、絶句した。
どうやってその結論に到達したのか、という質問があった。
「いや、僕が見つけたわけではないよ。アメリカの Athearnという模型屋がこの台車枠に、普通鋼のピヴォット軸を使っていたが、錆び易かった。先端が錆びてしまうと、鉄の酸化物は研磨剤だから、擦り減ってしまう。錆びない材料に置き換えたら、長持ちする筈だと考えただけさ。それと少量のモリブデン・グリースによる潤滑だね。」と答えた。
先輪がなぜ動輪より小さいのかという質問をすると、幾何学的なことだから、みな夢中になって考えていた。そういうところは高校時代と同じだ。 よくできる奴らが集中したクラスだった。
2023年08月29日
続 見学会
貨物列車の運転は滞りなく行われた。その前にカブースを手で押した。その動きが100輌以上前の機関車に伝わって押されたのを見て、歓声を上げた。これはインパクトのあるデモンストレイションである。
出発して坂を登る時、動輪が少しスリップして前後のエンジンの音がずれるのを面白がった。貨車10輌ごとに少し毛色の変わった貨車をつないで数えやすくしてある工夫を面白がる人もいた。貨物列車全体の質量が40 kgと知り、摩擦の少なさには驚いた。
しかし、「さて、何輌つないでいましたか。」と聞くと、下は60輌、上は120輌とでたらめであったのは面白い。他のことに眼が行って、数えられなくなるそうだ。子供はそういう傾向が強い。
特急列車 San Francisco Overlandの運転は大変感動的であるそうだ。発車して加速するが、登り坂になるといささか苦しくなる。登り切ると巡航速度になり、下りになると100マイル／時を超える速度で滑り降りる。それは手に汗を握る興奮だそうだ。下りの動画を撮った。
FEF4の慣性増大装置の演技では、少々工夫して、手廻し発電機を用意した。廻すと発電されたエネルギィが徐々にテンダに注入されるのが分かるのだ。動き始めたら手を止めても、そのまま走って行く。軽く逆回転させると動輪がロックした状態で滑って行くが、さらに廻すと逆回転する。これは大人気で、やらせてみると興奮した。
次に、テンダだけを外して本線上に置いた。手で押すと走って行き、そのまま斜面を登るのには驚いたようだ。数メートル登って、ゆっくり降りて来た。何人かは、
「本物のようだ！」と言った。我々は本物を見た世代であった。
出発して坂を登る時、動輪が少しスリップして前後のエンジンの音がずれるのを面白がった。貨車10輌ごとに少し毛色の変わった貨車をつないで数えやすくしてある工夫を面白がる人もいた。貨物列車全体の質量が40 kgと知り、摩擦の少なさには驚いた。
しかし、「さて、何輌つないでいましたか。」と聞くと、下は60輌、上は120輌とでたらめであったのは面白い。他のことに眼が行って、数えられなくなるそうだ。子供はそういう傾向が強い。
特急列車 San Francisco Overlandの運転は大変感動的であるそうだ。発車して加速するが、登り坂になるといささか苦しくなる。登り切ると巡航速度になり、下りになると100マイル／時を超える速度で滑り降りる。それは手に汗を握る興奮だそうだ。下りの動画を撮った。
FEF4の慣性増大装置の演技では、少々工夫して、手廻し発電機を用意した。廻すと発電されたエネルギィが徐々にテンダに注入されるのが分かるのだ。動き始めたら手を止めても、そのまま走って行く。軽く逆回転させると動輪がロックした状態で滑って行くが、さらに廻すと逆回転する。これは大人気で、やらせてみると興奮した。
次に、テンダだけを外して本線上に置いた。手で押すと走って行き、そのまま斜面を登るのには驚いたようだ。数メートル登って、ゆっくり降りて来た。何人かは、
「本物のようだ！」と言った。我々は本物を見た世代であった。
2023年06月12日
レイルを内側に傾ける
友人から「レイルを内側に傾けるのは、牽引力増大に効果があるだろうか。」と、電話があった。
これは45年ほど前に実験した。その記憶は薄れつつあるが、結論は単純である。効果なしだ。
即時に結論を言ったので、友人は驚いていた。「どうしてだろう、実物は効果があるんだ。」と不満そうである。
その理屈は単純だ。実物ほど接触圧が大きくないので、模型の車輪とレイルは弾性変形することがほとんど無いからである。実物ファンの方は実物と同じ理屈があるはずだと思うだろうが、それもファンタジィである。
目には見えにくいが、実物の機関車のタイヤとレイルは弾性変形して喰い込む。レイルが垂直に置いてあれば、レイルヘッドの角の部分の圧力が非常に大きくなる。レイルが傾いていれば、それが多少は小さくなる。
摩擦力は圧力が小さいうちは圧力に比例するが、大きくなると直線から外れてくる。実用的な最大牽引力は、微妙に滑っている状態のことを指すのだろうと思う。つまり、動摩擦と静止摩擦の境目の話である。
一方、被牽引車の摩擦も変化する。レイルに車輪がめり込むほどの圧力があると、逆に転動摩擦は増えてしまう。
こういうことが模型でも起こって欲しいと考えるのだろうが、無理な相談である。車輪やレイルが極端に軟らかいと起こり得るかもしれないが、走りは極端に悪くなるだろう。
よく走る車輌のタイヤは十分に硬くなければならない。同時にレイルも硬い材料が望ましい。筆者は鋼レイルを用いている。錆びないかと心配する人は多いが、窓を開放していないので錆びにくい。
これは45年ほど前に実験した。その記憶は薄れつつあるが、結論は単純である。効果なしだ。
即時に結論を言ったので、友人は驚いていた。「どうしてだろう、実物は効果があるんだ。」と不満そうである。
その理屈は単純だ。実物ほど接触圧が大きくないので、模型の車輪とレイルは弾性変形することがほとんど無いからである。実物ファンの方は実物と同じ理屈があるはずだと思うだろうが、それもファンタジィである。
目には見えにくいが、実物の機関車のタイヤとレイルは弾性変形して喰い込む。レイルが垂直に置いてあれば、レイルヘッドの角の部分の圧力が非常に大きくなる。レイルが傾いていれば、それが多少は小さくなる。
摩擦力は圧力が小さいうちは圧力に比例するが、大きくなると直線から外れてくる。実用的な最大牽引力は、微妙に滑っている状態のことを指すのだろうと思う。つまり、動摩擦と静止摩擦の境目の話である。
一方、被牽引車の摩擦も変化する。レイルに車輪がめり込むほどの圧力があると、逆に転動摩擦は増えてしまう。
こういうことが模型でも起こって欲しいと考えるのだろうが、無理な相談である。車輪やレイルが極端に軟らかいと起こり得るかもしれないが、走りは極端に悪くなるだろう。
よく走る車輌のタイヤは十分に硬くなければならない。同時にレイルも硬い材料が望ましい。筆者は鋼レイルを用いている。錆びないかと心配する人は多いが、窓を開放していないので錆びにくい。
2023年04月23日
牽引力ってなんだろう
最近「牽引力を測定しました」という記事が目立つ。中身はかなり疑問符がつく。
牽引力は機関車に固有のものである。通常は乾燥した平面の線路上で測定する。勾配上では当然減少する。
その記事では客貨車を牽いて坂を登らせ、機関車の後ろに付けた測定器で得た数値をテレメータ化して送っている。「牽引力を測定した」とあるが、それは牽引力でも何でも無い。その列車の曲線上、および勾配上での牽引抵抗である。
”測定”された数字がぱらぱらと変化するから楽しいが、意味があるとも思えない。バネ秤に糸を付けて引っ張れば、どの地点の抵抗が一番大きいかはすぐわかる。「変化することがわかった」とあるが、変化しないわけはないのだ。
曲線、勾配、被牽引車の特性がごちゃ混ぜでは、測定は限りなく不可能に近い。これはケチを付けているのでは無い。正しい自然科学の探究の姿勢を持ちたいと主張しているのである。
（上記のリンク内の文言はすでに修正済み。またこの原稿を事前に今野氏にはお見せしている。）
牽引力は機関車に固有のものである。通常は乾燥した平面の線路上で測定する。勾配上では当然減少する。
その記事では客貨車を牽いて坂を登らせ、機関車の後ろに付けた測定器で得た数値をテレメータ化して送っている。「牽引力を測定した」とあるが、それは牽引力でも何でも無い。その列車の曲線上、および勾配上での牽引抵抗である。
”測定”された数字がぱらぱらと変化するから楽しいが、意味があるとも思えない。バネ秤に糸を付けて引っ張れば、どの地点の抵抗が一番大きいかはすぐわかる。「変化することがわかった」とあるが、変化しないわけはないのだ。
曲線、勾配、被牽引車の特性がごちゃ混ぜでは、測定は限りなく不可能に近い。これはケチを付けているのでは無い。正しい自然科学の探究の姿勢を持ちたいと主張しているのである。
（上記のリンク内の文言はすでに修正済み。またこの原稿を事前に今野氏にはお見せしている。）
2023年04月09日
ユーレイという亡霊
最近、ユーレイという言葉がウェブ上によく出てくる。すでに死語だと思っていたのだが、これだけ頻繁に出てくると気分が良くない。
1960年代のTMSなどによく出ていた。要するに客車、貨車などに動力を入れ、機関車の非力を補うものである。昔はDCCなどはなかったから、機関車とユーレイは同調せず、ガーガーと後ろの方で唸っていたのをよく見た。
要するに列車の抵抗が非常に大きく、機関車だけでは牽けないということである。本来は客貨車の抵抗を減じることを真っ先にすべきである。それでも牽けないのは、そもそもその勾配ではその列車を牽くことが出来ない条件にある。勾配の緩和、急曲線の廃止、勾配用の機関車の導入など、本物の条件そのままである。模型での解決方法なら、ゴムタイヤの装着もあるだろう。
異常に重い全金属製客車を数輌も軽量機関車に牽かせて急坂を登らせるのは、全く無理な相談なのだ。
まずは牽かれるものの責任を追求してから、こういうことを考えるべきである。筆者のレイアウトで120輌を牽かせて坂を登らせて見せると、
「何台の貨車に動力が仕掛けてあるのですか。」
と聞く人がかなり多い。列車全体を手で押させると仰天する。
「なんでこんなに摩擦が少ないのですか。」
やろうと思えば出来る範囲にあることなのである。それをどうしてやらないかが、理解しがたい。クラブの目標として掲げて取り組めば、すぐ解決するだろう。もっとも、勾配線の無いクラブではその必要性を感じにくいかもしれない。勾配線を装備すべきである。
1960年代のTMSなどによく出ていた。要するに客車、貨車などに動力を入れ、機関車の非力を補うものである。昔はDCCなどはなかったから、機関車とユーレイは同調せず、ガーガーと後ろの方で唸っていたのをよく見た。
要するに列車の抵抗が非常に大きく、機関車だけでは牽けないということである。本来は客貨車の抵抗を減じることを真っ先にすべきである。それでも牽けないのは、そもそもその勾配ではその列車を牽くことが出来ない条件にある。勾配の緩和、急曲線の廃止、勾配用の機関車の導入など、本物の条件そのままである。模型での解決方法なら、ゴムタイヤの装着もあるだろう。
異常に重い全金属製客車を数輌も軽量機関車に牽かせて急坂を登らせるのは、全く無理な相談なのだ。
まずは牽かれるものの責任を追求してから、こういうことを考えるべきである。筆者のレイアウトで120輌を牽かせて坂を登らせて見せると、
「何台の貨車に動力が仕掛けてあるのですか。」
と聞く人がかなり多い。列車全体を手で押させると仰天する。
「なんでこんなに摩擦が少ないのですか。」
やろうと思えば出来る範囲にあることなのである。それをどうしてやらないかが、理解しがたい。クラブの目標として掲げて取り組めば、すぐ解決するだろう。もっとも、勾配線の無いクラブではその必要性を感じにくいかもしれない。勾配線を装備すべきである。
2023年02月24日
続 FEF4 のデモ運転
動輪があまりにも軽やかに空転するので、この機関車はとても軽いに違いないと思った人も居た。機関車を持たせると仰天した。3.2 kgもあり、牽引力は 7 N もある。そう簡単には滑らないはずなのだ。
テンダも 3 kg強あるが、軸重はやや小さいが伝導軸が多いので、多少滑りにくい。その結果、動輪のほうが先に滑ることになる。
短い線路では運転は難しいので、付き添って運転指導した。勝手に触ると事故を起こすので、それは釘を差しておいた。
会場の奥の方で運転したのだが、観客席から見ていて、声を掛けて戴いた方も居た。
「この機関車の運転が見られるとは思わなかった。」と感謝された。「まさに実物のような動きですね。」とおっしゃる。特に、ブレーキを掛けて動輪が止まったまま滑っていくのには驚かれた。止まる前に逆電圧を少し高めると逆回転するのは、
「実に面白い。」とのことだった。
この動画は１月に名古屋模型鉄道クラブで撮影したものだ。オリジナル画像はなめらかで良いのだが、Youtubeの動画は動きがぎこちない。どうしたものかと悩んでいる。
テンダも 3 kg強あるが、軸重はやや小さいが伝導軸が多いので、多少滑りにくい。その結果、動輪のほうが先に滑ることになる。
短い線路では運転は難しいので、付き添って運転指導した。勝手に触ると事故を起こすので、それは釘を差しておいた。
会場の奥の方で運転したのだが、観客席から見ていて、声を掛けて戴いた方も居た。
「この機関車の運転が見られるとは思わなかった。」と感謝された。「まさに実物のような動きですね。」とおっしゃる。特に、ブレーキを掛けて動輪が止まったまま滑っていくのには驚かれた。止まる前に逆電圧を少し高めると逆回転するのは、
「実に面白い。」とのことだった。
この動画は１月に名古屋模型鉄道クラブで撮影したものだ。オリジナル画像はなめらかで良いのだが、Youtubeの動画は動きがぎこちない。どうしたものかと悩んでいる。
2023年02月22日
FEF4 のデモ運転
先日の神戸の行事に慣性増大装置付きのFEF4を持っていった。6 mの線路と電源も携行した。テンダが重いので、機関車全体では 7 kg弱である。線路を敷いてすぐ、運転を開始した。単機でも出発時に動輪がスリップするのを見るのはクラブ員も初めてで、集まって見て戴いた。
運転は難しいので、最初は許可しなかった。思うところで止められないので、大事故が起こる可能性があるからだ。実際のところ、筆者の運転でも２回停め損なった。しかしそれは超低速運転だったので、大したことにはならなかった。動いているのが見えなかったのだ。
停止から極めてゆっくり起動することができ、その速度を保てる。それを見て驚く人も多い。怪しい低速コンテストとは全く異なる動きだ。
先輩からはこのような言葉を戴いた。
「実物で見られる動輪の空転や、停止直前の滑走は、質量の大きさから来るものです。Oゲージ程度の大きさでは、到底実現不可能と思っていたものなので、大変興味深く見せて戴きました。何十年もの間研究された結果とお聞きし、趣味の神髄を味わわせて戴きました。」
こういう感想を戴くのは嬉しい。
2023年02月08日
牽引力コンテスト
古いTMSを整理している。たまたま開いた号に、表題の記事があって、とても驚いた。40年ほど前の記事だから仕方ないが、あまりにも滑稽なところがあって、少々呆れたというところが正直な感想である。例によって、「重くする ＋ 駆動軸を増やす」のオンパレードである。そこには物理的な思考というものがあるようには見えない。小学生の発想から抜け出していないのだ。駆動軸を全て連動させるべきだという話もない。
被牽引車の摩擦を小さくするのが、最も建設的な方向性であるが、この当時から誰もそちらを向かないようだ。この記事の最後には、台車にバネでキングピンを軸にして捻りを掛け、フランジの摩擦で牽引力を稼ぐという、トンデモ・アイデアの作品が紹介してある。それで「ポイントを脱線せずに渡った」とは一言も書いていない。それは編集部の責務であるはずだと思うが、いかがであろうか。
実物の鉄道は「摩擦が少ない」ということを最大限に利用している。札幌の地下鉄は華々しくゴムタイヤ付きでデヴュウしたが、その電力消費の大きさには、開通当初から驚きの声が上がっている。しかし、マスコミがどういうわけか褒めそやしたので、効率が悪くてもあちこちで採用され始めた。ゴムタイヤの消費もかなりのものであると同時に粉塵がたくさん撒き散らされていると聞く。環境には決して良いとは言い難い。
2022年12月04日
ニュートン を使う
測定された値は誰でも認知することができる単位系で発表されるべきである。
「何ニュートンですか？」との質問には、「ニュートンはわかりません。」という答であって、愕然とした。
世の中がcgs単位系からMKS単位系に切り替わったのは一体何十年前だろうか。最近は車のタイヤの空気を補充に行っても、パスカルを理解しないと入れられない。
1 Nの大きさを知るのは物理教育の大事な局面だ。小さなリンゴを探す。100 gほどの小粒を紐で吊り、その紐を滑車で90度曲げて横から引く。これが1 Nだ。滑車を使わないと縦方向の力で、「質量」の概念から逃げ切れない。横に引けば、「力」であることが誰でも分かる。
100 gのリンゴはあまりないので、ミカンで良い。ニュートンがリンゴが落ちるのを見てニュートン力学を構築したという故事に絡めているだけのことで、リンゴを題材にしたのには大した意味はない。
現在、ニュートンを理解しない人は、すでに現役の世代にはいないはずである。”グラム重” を使っているのは、定年退職者以上の世代であろう。これでは消え去っていく老人のお遊びで終わってしまう。我々は次の世代のために、基礎を作っておかねばならない。そのためには、測定に対して正しい理解を持つことが不可欠である。
前々回紹介したような怪しいグラフを見ると、測定について理解していない人は何か意味があるかのように取ってしまうかもしれないが、そこには何もない。鉄道模型誌にも正しい物理的理解を助ける記事が必要である。1年ほど前に載った牽引力を調べたという表も意味不明であった。
雑誌には、正しい情報を載せるべきである。能力ある方を査読者にするように強く働きかけるべきである。
「何ニュートンですか？」との質問には、「ニュートンはわかりません。」という答であって、愕然とした。
世の中がcgs単位系からMKS単位系に切り替わったのは一体何十年前だろうか。最近は車のタイヤの空気を補充に行っても、パスカルを理解しないと入れられない。
1 Nの大きさを知るのは物理教育の大事な局面だ。小さなリンゴを探す。100 gほどの小粒を紐で吊り、その紐を滑車で90度曲げて横から引く。これが1 Nだ。滑車を使わないと縦方向の力で、「質量」の概念から逃げ切れない。横に引けば、「力」であることが誰でも分かる。
100 gのリンゴはあまりないので、ミカンで良い。ニュートンがリンゴが落ちるのを見てニュートン力学を構築したという故事に絡めているだけのことで、リンゴを題材にしたのには大した意味はない。
現在、ニュートンを理解しない人は、すでに現役の世代にはいないはずである。”グラム重” を使っているのは、定年退職者以上の世代であろう。これでは消え去っていく老人のお遊びで終わってしまう。我々は次の世代のために、基礎を作っておかねばならない。そのためには、測定に対して正しい理解を持つことが不可欠である。
前々回紹介したような怪しいグラフを見ると、測定について理解していない人は何か意味があるかのように取ってしまうかもしれないが、そこには何もない。鉄道模型誌にも正しい物理的理解を助ける記事が必要である。1年ほど前に載った牽引力を調べたという表も意味不明であった。
雑誌には、正しい情報を載せるべきである。能力ある方を査読者にするように強く働きかけるべきである。
2022年11月30日
続 測定をするということ
その実験は何が目的なのか、を考えない人は実験をしても発表する意味がない。見せられても当惑するだけだ。
「牽引力を調べる実験をしました」とあるので見ると、こんなグラフがあった。これを見た瞬間に読もうとする力が萎えてしまった。これが結論だそうだ。このグラフは張力測定器を貨車に積んで、出てきた値をコンピュータの画面に出しただけのものである。これは多次元のファクタが ”ごった煮” になったもので、この中から牽引力の次元の測定値だけを取り出すのは極めて難しい。だからと言って取り出さずにそのまま見せて良い訳はない。
このグラフは単に、「測定器のスウィッチを入れました」というだけのものである。中学生にノギスを持たせて、何かの大きさを計測させると、とんでもない”測定結果”を持ってくる。それと大差ない。
測定というものは難しいものだ。筆者は測定の専門家だったこともある。他分野でそれをしていたが、かなりの熟練が必要だ。
あるデータを取ろうと思うと、最初にやることはまず2つある。
・ゼロ点が出るか。（これはそれほど難しくない時代になった）
・化学で言えば、基準物質を作り、そのデータが必ず毎回同じになるかを調べる。もし結果がずれていれば、何がそのずれの原因なのかを究明せねばならない。基準物質のみならず、計測器の誤差も考える。
後者は非常に難しい。その基準物質を精製し、安定に保存するだけでも一苦労だ。この模型の場合で言えば、牽かせる車輌が完全な平面上でどの程度の抵抗があるのかを測定することである。10数輛を牽かせていたようだが、個別のデータを取る必要がある。それをどのようなつなぎ方をしても一定の張力で一定の速度を保っているかを調べねばならない。むしろ、機械ブレーキを積み、一定の摩擦力で抵抗を作り出すという手を用いれば１輌で済むから簡単であろう。
連結器のナックルというものは意外に撓みやすく、張力を掛けると多少伸びる。すなわち列車には固有振動数があるのかも知れない。激しい乱高下が示されているが、そのファクタが無視できない可能性がある。このような測定をしたいなら、測定用の負荷を作り出す専用列車を仕立てる必要があるだろう。多数輛による列車であるなら、連結器はガタのない剛性の大きな材料を使用すべきだ。
「牽引力を調べる実験をしました」とあるので見ると、こんなグラフがあった。これを見た瞬間に読もうとする力が萎えてしまった。これが結論だそうだ。このグラフは張力測定器を貨車に積んで、出てきた値をコンピュータの画面に出しただけのものである。これは多次元のファクタが ”ごった煮” になったもので、この中から牽引力の次元の測定値だけを取り出すのは極めて難しい。だからと言って取り出さずにそのまま見せて良い訳はない。このグラフは単に、「測定器のスウィッチを入れました」というだけのものである。中学生にノギスを持たせて、何かの大きさを計測させると、とんでもない”測定結果”を持ってくる。それと大差ない。
測定というものは難しいものだ。筆者は測定の専門家だったこともある。他分野でそれをしていたが、かなりの熟練が必要だ。
あるデータを取ろうと思うと、最初にやることはまず2つある。
・ゼロ点が出るか。（これはそれほど難しくない時代になった）
・化学で言えば、基準物質を作り、そのデータが必ず毎回同じになるかを調べる。もし結果がずれていれば、何がそのずれの原因なのかを究明せねばならない。基準物質のみならず、計測器の誤差も考える。
後者は非常に難しい。その基準物質を精製し、安定に保存するだけでも一苦労だ。この模型の場合で言えば、牽かせる車輌が完全な平面上でどの程度の抵抗があるのかを測定することである。10数輛を牽かせていたようだが、個別のデータを取る必要がある。それをどのようなつなぎ方をしても一定の張力で一定の速度を保っているかを調べねばならない。むしろ、機械ブレーキを積み、一定の摩擦力で抵抗を作り出すという手を用いれば１輌で済むから簡単であろう。
連結器のナックルというものは意外に撓みやすく、張力を掛けると多少伸びる。すなわち列車には固有振動数があるのかも知れない。激しい乱高下が示されているが、そのファクタが無視できない可能性がある。このような測定をしたいなら、測定用の負荷を作り出す専用列車を仕立てる必要があるだろう。多数輛による列車であるなら、連結器はガタのない剛性の大きな材料を使用すべきだ。
2022年11月28日
測定をするということ
測定というものは、その結果がどうなるかを予測して行うものである。結果が見当もつかないものは測定できないのだ。
最近の話題では牽引力を測定するという事例があった。牽引力を縦軸に、時間を横軸にとると、どのようなグラフになるだろうか。出発時は牽引力をゼロとする。次の 4つの中から選んでみよう。
ここで大半の人は B を選ぶはずだ。停止している機関車がゆっくり動き始めると連結器がピンと張り、列車が動き出すだろう。他のグラフでは、その数値が表す挙動を考えると、そんなグラフはあり得ないと思うのが普通だ。
こうして B のグラフを予測して実験し、それから外れるようなら何がその原因なのかを調べねばならない。測定値が負であれば、線路が水平でないとしか考えられない。測定値が一定値で動かなければ、定常状態である。定常状態を作り出すにはどうしたら良いか、も考えておかねばならない。
ここまで読むと、「思った通りの結果が出るように実験する」と勘違いする人が出てきそうだが、それは捏造であって論外である。
最近の話題では牽引力を測定するという事例があった。牽引力を縦軸に、時間を横軸にとると、どのようなグラフになるだろうか。出発時は牽引力をゼロとする。次の 4つの中から選んでみよう。
ここで大半の人は B を選ぶはずだ。停止している機関車がゆっくり動き始めると連結器がピンと張り、列車が動き出すだろう。他のグラフでは、その数値が表す挙動を考えると、そんなグラフはあり得ないと思うのが普通だ。 こうして B のグラフを予測して実験し、それから外れるようなら何がその原因なのかを調べねばならない。測定値が負であれば、線路が水平でないとしか考えられない。測定値が一定値で動かなければ、定常状態である。定常状態を作り出すにはどうしたら良いか、も考えておかねばならない。
ここまで読むと、「思った通りの結果が出るように実験する」と勘違いする人が出てきそうだが、それは捏造であって論外である。
2022年11月26日
慣性増大装置の今後の展開
先日のKKCの会合で披露された3種の慣性増大装置についていろいろな意見を頂戴している。否定的な意見はないが、「HOの作例が思ったほどではなかった。」という感想を戴いた。
作者のT氏も認めているように、小さなものは本物の挙動との乖離が大きくなる。慣性モーメントは大きさの関数であるので、小さくなると極端に不利であり、一方、摩擦というものは小さくしにくい。ボールベアリングは摩擦を減らすと信じている人も多いが、中のグリースの撹拌抵抗は無視できない。また、軸の径はそれほど小さく出来ないので、相対的に抵抗は大きくなる。
それでもある程度の効果は見られ、この動画でもそれは分かる。
摩擦を減らす工夫が必要であるので、ある方法をヒントとして差上げたところ、たちまちそれを実用化する方策を立てられたようだ。楽しみである。
作者のT氏も認めているように、小さなものは本物の挙動との乖離が大きくなる。慣性モーメントは大きさの関数であるので、小さくなると極端に不利であり、一方、摩擦というものは小さくしにくい。ボールベアリングは摩擦を減らすと信じている人も多いが、中のグリースの撹拌抵抗は無視できない。また、軸の径はそれほど小さく出来ないので、相対的に抵抗は大きくなる。
それでもある程度の効果は見られ、この動画でもそれは分かる。
摩擦を減らす工夫が必要であるので、ある方法をヒントとして差上げたところ、たちまちそれを実用化する方策を立てられたようだ。楽しみである。
2022年11月18日
続 慣性増大装置
この動きについて、いろいろな人から感想を戴いた。実物の鉄道の慣性の大きさ（すなわち、摩擦の少なさ）には改めて感じ入るものがある、というものが多かった。
これはHOゲージ用である。T氏が作ったものだ。最初はこの径の材料を挽く旋盤がなかったので、5円玉を重ねて作った。次に筆者に連絡があったので、ちょうど良い材料を挽いて差し上げた。軽く動くが、如何せん、小さいので素晴らしい効果と言えるほどではない。しかし、1 mほどは惰行する。
小形の4-4-0あたりに牽かせると、逆回転ブレーキを実現できるはずだ。
設計をさらに工夫すると、もっと軽く動くようになると思う。
今回は大型のマウンテン（4-8-2）しかないので、とてもその慣性を実感するほどのことは出来なかった。そのマウンテンはHO用の高効率ギヤを搭載し、極めて滑らかに走る。低速も高速も自在で、しかも静粛なことこの上ない。
ある人が見ていて、走行音がしないのには驚いたようだ。高効率ギヤの組見本を触って、その滑らかさ、静粛性に感嘆した。押したときの感触にも驚いたようだ。
「まがい物とは全く違いますね。モータが付いていないような感触です。」
と言う。実際には押すと発電してライトが点く。
これはHOゲージ用である。T氏が作ったものだ。最初はこの径の材料を挽く旋盤がなかったので、5円玉を重ねて作った。次に筆者に連絡があったので、ちょうど良い材料を挽いて差し上げた。軽く動くが、如何せん、小さいので素晴らしい効果と言えるほどではない。しかし、1 mほどは惰行する。小形の4-4-0あたりに牽かせると、逆回転ブレーキを実現できるはずだ。
設計をさらに工夫すると、もっと軽く動くようになると思う。
今回は大型のマウンテン（4-8-2）しかないので、とてもその慣性を実感するほどのことは出来なかった。そのマウンテンはHO用の高効率ギヤを搭載し、極めて滑らかに走る。低速も高速も自在で、しかも静粛なことこの上ない。
ある人が見ていて、走行音がしないのには驚いたようだ。高効率ギヤの組見本を触って、その滑らかさ、静粛性に感嘆した。押したときの感触にも驚いたようだ。
「まがい物とは全く違いますね。モータが付いていないような感触です。」
と言う。実際には押すと発電してライトが点く。
2022年11月16日
慣性増大装置
13日のKKCの総会で、3種の慣性増大装置を披露した。
OゲージはいつものFEF4ではあるが、例の「逆起電力キャンセラ」を追加搭載している。逆回転ブレーキが、熟練しなくても出来る様になった。等価慣性質量は170 kgで変化はない。
今回はA氏にお借りしたGゲージの補助テンダを披露した。質量は約 5 kgだが、等価慣性質量は 700 kgである。要するに軽自動車ほどの質量を、摩擦の非常に小さな台車に載せているのと同等である。押しても動かない。しばらく力を入れていると、少しずつ動き、止まらない。長さ5.4 mの線路をゆっくりと端から端まで転がった。ギヤはOゲージ用の高効率3条ウォームである。全く無音で動力採取、放出が出来る。チェインは2本掛けで、計4本ある。2本ではとても持たない。各2本を、位相を半分ずらして取り付けている。本物のような鋼製のチェインであれば、このようなことをすると直ちに壊れるが、この模型のチェインはPOM製で少し伸びるのだ。だからこの形が音の点で最良となる。
A氏は自宅庭に敷いた線路で運転しているが、この車輌は実物換算350 mの惰走をしたそうだ。曲線上の記録であるから、直線なら実際はもっと走るはずだ。
OゲージはいつものFEF4ではあるが、例の「逆起電力キャンセラ」を追加搭載している。逆回転ブレーキが、熟練しなくても出来る様になった。等価慣性質量は170 kgで変化はない。
今回はA氏にお借りしたGゲージの補助テンダを披露した。質量は約 5 kgだが、等価慣性質量は 700 kgである。要するに軽自動車ほどの質量を、摩擦の非常に小さな台車に載せているのと同等である。押しても動かない。しばらく力を入れていると、少しずつ動き、止まらない。長さ5.4 mの線路をゆっくりと端から端まで転がった。ギヤはOゲージ用の高効率3条ウォームである。全く無音で動力採取、放出が出来る。チェインは2本掛けで、計4本ある。2本ではとても持たない。各2本を、位相を半分ずらして取り付けている。本物のような鋼製のチェインであれば、このようなことをすると直ちに壊れるが、この模型のチェインはPOM製で少し伸びるのだ。だからこの形が音の点で最良となる。 A氏は自宅庭に敷いた線路で運転しているが、この車輌は実物換算350 mの惰走をしたそうだ。曲線上の記録であるから、直線なら実際はもっと走るはずだ。
